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回火温度对含钨DIEVAR钢组织和力学性能的影响

2021-06-25项少松吴日铭

模具工业 2021年6期

项少松 ,吴日铭 ,胡 涛 ,黄 山

(1.上海工程技术大学 材料工程学院,上海 201600;2.上海市激光先进制造技术协同创新中心,上海 201600)

0 引 言

随着热加工产业的不断升级,金属件的应用逐渐向轻量化、高强化及精美化的方向发展[1,2],金属件的热成形包括热挤压、热模锻、热冲裁等。高温合金热挤压模需承受的表面温度达700~800℃[3],故热作模具钢不仅要承受高冲击、高磨损,还要承受超高次数的冷热循环,导致热作模具钢经常出现疲劳[4-6]、裂纹[7,8]等。

DIEVAR钢是新型高性能的Cr-Mo-V系热作模具钢,相比应用广泛的H13钢,增加了Mo含量并减少了C、Si的含量,其韧性、延展性及抗龟裂性能都高于H13钢[9]。但在服役条件较严苛的环境下其缺陷也明显,经过2 000次热循环后,钢的热裂纹长度比高Cr马氏体热作模具钢长35%,且由于Si含量降低,在650℃下的屈服强度也更低[10]。新型热处理工艺[11]及添加微量合金化元素[12,13]是改善热作模具钢性能较好的方法,W在模具钢中的主要作用是增加回火稳定性、热硬性、热强性,并形成碳化物增加材料的硬度,此外W还可以增加钢材的淬透性[14]。目前,文献报道W对DIEVAR钢有何影响尚不明确,因此,在DIEVAR热作模具钢成分的基础上,在真空熔炼过程中添加质量分数为1.0%的W,经单向拔长、去应力退火、真空淬火和不同温度回火的处理后,对比研究回火温度对含钨DIEVAR钢组织和力学性能的影响。

1 试验材料与方法

1.1 试验钢制备

采用真空感应熔炼炉制备20 kg/支的试验钢锭,退火后去除表面氧化皮和缩孔部分;采用天然气加热炉将其加热至1 240℃并保温2 h进行均质化处理,冷却后锻打拔长至24 mm(厚)×55 mm(宽)的钢坯,并对试验钢进行去应力退火。……

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