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熱作模具鋼主要用于制作熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等。這些模具在工作時除了承受高溫高載荷外，還要承受激冷激熱。因此，熱作模具鋼在較高的工作溫度下應具有良好的強度、硬度、耐磨性、抗冷熱疲勞性、抗氧化性和抗特殊介質的腐蝕性能。當模具鋼成分及制備工藝確定時，熱處理工藝對組織具有較大的影響。模具鋼的磨損抗力主要取決于熱處理工藝及其組織。本實驗用鋼是一種高性能低成本熱作模具鋼，該模具鋼主要通過固溶強化、沉淀強化來提高模具鋼的性能。通過熱處理工藝，可以改變模具鋼偏析、均勻合金成分，調整強化相的形態(tài)、尺寸、分布及其體積分數(shù)，從而改善其性能。由此可見，研究該新型模具鋼的熱處理工藝，對提高該合金力學性能，發(fā)揮合金潛力，延長使用壽命、節(jié)約成本具有重要意義。
新型熱作模具鋼成分如表1所示。合金經(jīng)200kg真空感應爐熔煉，澆注成Φ180mm的圓柱棒。合金經(jīng)成分檢測合格后，進行鍛造處理，鍛壓比為5～6。試驗用鋼鍛造后在850℃進行退火處理并隨爐冷卻。
表1 新型模具鋼化學成分（質量分數(shù)，%）
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C
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Si
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Mn
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Cr
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Mo
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V
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Fe
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0.4
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0.6
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0.7
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3.0
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2.4
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1.0
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余量
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對本實驗所用淬火溫度分別為1000、1050、1100和1150℃，保溫后油淬。測試其硬度及磨損性能，選擇合適的淬火溫度。在淬火試驗所得實驗數(shù)據(jù)的基礎上，選定520、540、560、580、600、620和640℃7個回火溫度對試樣進行兩次回火，每次回火2h，然后空冷。采用型號為TK-C1380光學顯微鏡和KYKY2800B掃描電子顯微鏡觀察試樣組織。物相分析使用日本理光D/max2500型X射線衍射儀。洛氏硬度采用HR-150A型硬度計。磨損試驗在M-2000型磨損機上進行。
結果表明：低于1100℃淬火，存在帶狀組織及偏析，硬度和磨損性能較低。1100℃淬火時，組織比較均勻，有較好的硬度和耐磨性。淬火溫度升高到1150℃時，形成粗大的馬氏體組織，硬度降低，磨損量增加。該熱作模具鋼經(jīng)1100℃淬火后，在回火過程中，逐漸析出碳化物，析出的碳化物類型由滲碳體逐漸向合金碳化物轉變，硬度和磨損抗力增加。當回火溫度進一步升高時，合金碳化物尺寸逐漸增大，晶粒粗化，這些原因都導致該熱作模具鋼硬度下降，磨損量升高。該熱作模具鋼較佳的熱處理工藝為：1100℃/油淬＋2次560℃×2h回火。
熱處理展-工業(yè)爐展-2015第十六屆廣州國際熱處理、工業(yè)爐展覽會-中國效果最好的熱處理工業(yè)爐展--巨浪展覽—The 16th
China(Guangzhou)Int’l Heat Treatment, Industrial Furnace Exhibition
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