碳含量对4Cr5Mo2V热作模具钢显微组织及热稳定性的影响
2020-08-22孙立国健2殷军伟2迟宏宵2
机械工程材料 2020年8期
孙立国,周 健2,殷军伟2,迟宏宵2,祁 勇
(1.抚顺特殊钢股份有限公司,抚顺 113001; 2.钢铁研究总院特殊钢研究所,北京 100081)
0 引 言
4Cr5Mo2V钢采用低硅高钼的合金化思路研发,其冲击韧性较高,广泛应用于长寿命压铸件及部分热锻模具。当服役温度低于600 ℃时,4Cr5Mo2V钢具有优良的热稳定性、抗冷热疲劳性和强韧性。但热锻模具一般直接与高温液态或固态金属接触,型腔表面温度可达650~680 ℃,同时还要承受冲击载荷的作用,这就导致其在服役过程中会发生循环软化,硬度不断下降[1-2]。由硬度降低造成的型腔塌陷及变形是热锻模具的主要失效形式[3-4],进一步提高4Cr5Mo2V钢的高温热稳定性具有重要实际意义。合金碳化物的种类、数量、聚集长大程度及分布状态对热作模具钢的热稳定性有重要影响[5],目前主要通过优化合金元素成分(尤其是碳元素)和热处理工艺进行合金碳化物调控。然而,当前研究工作主要集中在碳含量对H13钢硬度、耐磨性及抗拉性能的影响方面,有关低硅高钼钢高温热稳定性的报道较少。为此,作者熔炼了不同碳含量4Cr5Mo2V钢,并对其进行锻造和淬火+回火处理,研究了碳含量对其显微组织、碳化物演变规律和热稳定性的影响,以期为新型高热稳定性热作模具钢的开发提供一定理论指导。
1 试样制备与试验方法
1.1 试样制备
对4Cr5Mo2V钢的化学成分进行调整,使其碳质量分数分别控制在0.35%~0.40%,0.45%~0.50%,0.70%~0.75%。按照电弧炉(EAF)熔炼、钢包精炼(LF)、真空脱气(VD)、电渣重熔(ESR)的顺序冶炼钢锭,然后进行锻造。始锻温度和终锻温度分别为1 120 ℃和920 ℃,锻材截面尺寸为220 mm×150 mm。……
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