5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出

随着现代制造业的飞速发展,对各种成型工具钢提出了越来越高的要求,特别是对于要求足够的耐磨性和相对良好的韧性的工具钢。

5Cr8Mo2SiV切削工具钢是近年来在中国广泛使用的新型钢。它是一种含约8%铬的中碳中合金钢。它添加了合金元素,例如Mo,V和Si。其碳化物细小且分布均匀。用于制造冷作模具和薄刃刀。这种钢材在切割过程中会承受各种载荷,例如弯曲,扭转,剪切,并承受强烈的摩擦。为此,这项工作研究了5Cr8Mo2SiV钢中各种碳化物的析出行为,掌握了碳化物的主要类型,形态,分布和数量,为获得良好的机械性能奠定了重要的技术基础。

测试钢为5Cr8Mo2SiV退火钢。样品的化学成分(质量分数,%)为:C0.508,Cr7.51,Mo2.42,Si0.732,V1.98,Mn0.290,Fe平衡。将导线切成15 mm×15 mm×10 mm的块状样品,并在箱式电阻炉中进行热处理。淬火温度范围为°C。淬火硬度高的样品经过回火处理。温度范围为200至600°C。研究了淬火过程中合金钢中碳化物的析出变化,并通过洛氏硬度计测量了淬火回火样品的硬度。扫描电子显微镜用于观察不同热处理样品的微观结构。用透射电子显微镜观察碳化物的粒径。用X射线应力测试仪测量了不同淬火温度下样品的残余奥氏体含量。进行碳化物的电积,将提取的碳化物静置离心后,在70℃的恒温箱中干燥,得到碳化物粉末,通过X射线衍射仪对该碳化物粉末进行XRD分析。结果表明:

(1)球化退火样品在1200°C和1100°C淬火后,发生了明显的二次硬化。退火组织中有VC,Cr23C6,Cr7C3,Fe3C,SiC和Mo6C型碳化物。

<2>(2)随着淬火温度的升高,Mo6C,SiC,Fe3C,Fe3C和Cr23C6碳化物依次溶解在马氏体基体中,最后仅VC分布在基体上。回火过程中从马氏体中析出了Mo2C,VC,Cr7C3和Cr23C6碳化物,而Mo2C和VC碳化物的回火析出在520°C达到峰值。

(3)当在1200°C于1100°C回火时,基体中残留的奥氏体的二次淬火和Mo2C碳化物沉淀相的大量增加共同导致5Cr8Mo2SiV钢的二次硬化。 Mo2C颗粒的第二相强化效果符合位错切割机理。体积分数f越大,粒子半径r越大,强化效果越好。

tags:5Cr8Mo2SiV钢模具钢