三种热锻模具钢的热稳定性能对比研究
H13钢和3Cr2W8V钢是我国目前使用最广泛的两种热锻模具钢，其中H13钢因其良好的综合力学性能及抗冷热疲劳性能，能够胜任一般模锻工况的要求。但由于H13钢作为中耐热型热作模具钢，其工作温度不宜超过600℃，且淬透性差不利于制造大截面模具，其应用受到限制。3CrW8V钢是我国较早使用且应用最广的高强热性热锻模具钢，其热稳定性良好，使用温度可达650℃，但因其冷热疲劳性能和导热性差，容易因冷热疲劳而产生龟裂甚至断裂。而中合金DM钢为某科研团队自主研发的新型热锻模具钢。科研人员通过3种热锻模具钢热稳定曲线的测定及微观组织的观察，对比分析3种钢热稳定性能的优劣及在热稳定过程中微观组织的变化。
3种试验钢均采用电渣重熔冶炼，其化学成分如表1所示，热处理工艺及硬度值如表2所示，其中淬火加热冷却均在WZC-60型真空淬火炉中进行，待S2-5-12箱式炉稳定在试验温度下进行回火。
表1 试验材料化学成分（质量分数，%）
|
钢号
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Mo
|
W
|
V
|
Fe
|
|
H13
|
0.38
|
0.95
|
0.35
|
5.33
|
1.41
|
-
|
0.99
|
余量
|
|
DM
|
0.40
|
0.28
|
1.04
|
2.50
|
1.66
|
1.64
|
0.97
|
余量
|
|
3CrW8V
|
0.37
|
0.24
|
0.25
|
2.50
|
0.13
|
7.90
|
0.27
|
余量
|
表2 试验材料热处理工艺及硬度
|
钢号
|
淬火加热
|
冷却方式
|
回火工艺
|
硬度/HRC
|
|
H13
|
1030℃×30min
|
真空油冷
|
（590～600）℃×2h，两次
|
46.5
|
|
DM
|
1050℃×30min
|
（620～630）℃×2h，两次
|
47.0
|
|
|
3CrW8V
|
1080℃×30min
|
（610～620）℃×2h，两次
|
46.0
|
热稳定试验的试样尺寸为10mm×10mm×15mm，采用S2-5-12箱式炉分别将试样在580、620、650℃保温24h，然后采用69-1型洛氏硬度计，按照GB/T230.1-2000测试不同温度下3种试验钢的洛氏硬度值。采用Zeiss Supra-40场发射扫描电镜观察试样不同保温温度下的微观组织，采用JEM-2010F高分辨投射电子显微镜对不同保温温度下的试样进行观察，并标定碳化物的类型。
结果表明：
（1）在580、620、650℃保温24h热稳试验中，DM钢的硬度始终高于3Cr2W8V和H13钢；且随着保温温度的升高，硬度前期下降的速度越快，后期均趋于平稳。
（2）在650℃热稳定过程中，3Cr2W8V钢中存在W元素大量固溶于基体中，产生固溶强化作用；而DM钢在热稳定过程中由于亚稳θ相在高温下分解析出M2C型碳化物产生硬化现象，同时由于大量Mn元素固溶于基体，阻碍了马氏体基体的回复，两者相辅相成保证了其优越的热稳定性能。（心远）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12-32 | HRB400E | 长治市创发商贸有限公司 | 首钢长钢(首钢长钢) | 0 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
| 普碳中板 | 16*2500*12800 | Q235B | 上海北铭高强度钢材有限公司 | 重钢(川流富锦库) | 4110 | 详情 |
| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | 10 | 195 | 洛阳威钢商贸有限公司 | 山西晋南(晋南厂库) | 3620 | 详情 |
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