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研究9SiCr钢的碳化物球化工艺

发表时间:2014-12-8 浏览:2326
 9SiCr等低合金工具钢,常用于制造刀具或冷作模具,其显微组织中的碳化物类型、数量、形貌、尺寸及分布,对性能和使用寿命产生具有重要影响。金相组织中存在粗大、尖角状、不圆整、不均匀的碳化物,刀具或模具在工作时容易产生应力集中,导致裂纹的萌生和扩展,使其强韧性较差,使用寿命比较低;而碳化物呈细小、圆整、均匀、弥散分布,强韧性较好,使用寿命较长。细碳化物,并使它均匀弥散分布,对提高钢的强韧性、抗疲劳断裂和耐磨性等性能均有重要作用。为此,本项目探讨了9SiCr钢的碳化物球化问题,对于产品质量和延长工件使用寿命具有重要意义。
 
9SiCr钢的化学成分(质量分数,%):0.85~0.95C,1.20~1.60Si,0.30~0.60Mn,0.95~1.25Cr,S≤0.030,P≤0.030。9SiCr钢的各临界点:Ac1:770℃,Acm:870℃,Ar1:730℃。
热处理工艺试验用试样尺寸为Φ20mm×15mm。热处理所用的炉子为:SRJX-8-13高温箱式电阻炉,SX2-4-10中温热处理炉。用OLYMPUS-TOKYO型金相显微镜拍摄试样的金相组织。
为消除网状碳化物,所有试样先经920℃×25min空冷的正火处理。制定了以下碳化物球化处理工艺处理上述正火试样:
(1) 等温球化退火:800℃×2h+700℃×5h炉冷至550℃出炉空冷。
(2) 循环球化退火:(800℃×0.5h+700℃×0.5h)×3次→炉冷至550℃出炉空冷。
(3) 高温固溶+高温回火:
     ①  900℃×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷(高温回火);
     ②  950℃×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷
     ③  1000℃×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷
     ④  1050℃×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷
    结果表明:1050℃高温固溶×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷工艺所得到的碳化物比较细小、圆整,分布较均匀,球化效果较好。在其余五种工艺处理后的组织中,或多或少地存在粗大、尖角或链节状碳化物,碳化物球化效果从好到差的顺序为:1000℃×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷、950℃×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷、900℃×0.5h油冷+680℃×2h出炉空冷、循环球化退火、等温球化退火。
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