上海材料研究所分析培训第六章工模具钢的金相检验

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1、工模具钢的金相检验上海材料研究所检测中心上海市金属材料质量监督检验站上海失效分析与安全评估中心巴发海1上海材料研究所内容碳素工具钢合金工具钢刃具量具钢模具钢2上海材料研究所一、碳素工具钢成分及牌号性能及用途组织及缺陷3上海材料研究所成分及牌号1.碳含量质量分数0.7-1.3%之间2.T7，T8，T9…T13等4上海材料研究所硬度高，耐磨，可切削加工红硬性差制作形状简单，截面小，切削速度不高的工具，手工锯条、锉刀、铰刀、丝锥、板牙、凿子及形状简单的冷加工冲头、拉丝模等。性能及用途5上海材料研究所不正常的退火显

2、微组织脱碳层全脱碳层：全部为铁素体组织，深度由试样边缘到出现珠光体或其他组织的部分。部分脱碳层：深度由全脱碳层的终端到心部组织出现为止脱碳层的总厚度：全脱碳层和部分脱碳层之和。7上海材料研究所脱碳热轧、锻造单边总脱碳≤（0.25+10.5%D）冷拉D＜16mm1.5%DD＞16mm1.3%D高频淬火1%D8上海材料研究所脱碳层全脱碳层：铁素体部分脱碳层：（1）铁素体及片状珠光体；（2）片状及球状光体；未脱碳层：球状珠光体9上海材料研究所10上海材料研究所不正常的退火显微组织网状碳化物：冷却过程中，二次碳化物

3、沿晶界析出而成网状石墨碳形成原因：1.退火温度过高；2.保温时间过长；3.冷却缓慢；4.多次退火特点：1.灰黑色点状或不规则形状；2.周围铁素体较多；缺点：使强度降低，脆性增加，易产生折断；11上海材料研究所12上海材料研究所13上海材料研究所不正常的淬火组织１欠热处理原因：淬火温度低，或保温时间不足；组织特点：出现未转变的细珠光体或极细珠光体（过去称托氏体），整体为：马氏体+未溶珠光体+渗碳体；缺点：硬度偏低，影响耐磨性，降低寿命改善：重新热处理淬火获得正常淬火组织14上海材料研究所15上海材料研究所不正

4、常的淬火组织２过热和过烧组织原因：淬火温度过高；组织特点：马氏体针叶粗大，残余奥氏体增多，渗碳体颗粒减少；过热严重时则为过烧：除马氏体非常粗大外，还会有晶界烧熔现象；缺点：降低耐磨性、切削性和寿命，蹦刃和断裂；16上海材料研究所淬火状态：横截面上由表及里：马氏体→马氏体+极细珠光体→极细珠光体→细珠光体→珠光体马氏体针长：ZBJ36003-1987，一般以≤3级为合格极细珠光体：未淬硬区组织（一般不允许在刀具表面上存在）回火组织：回火马氏体+颗粒状碳化物低温人工时效和冷处理的必要性17上海材料研究所二、合金

5、工具钢合金工具钢的化学成分合金工具钢的退火组织及其评定合金工具钢的淬火组织及其评定合金工具钢的回火组织18上海材料研究所合金工具钢合金工具钢的化学成分(GB/T1299-2000)合金工具钢是在碳素工具钢的基础加入一种或几种合金元素而成的钢。常加入元素：Cr，Mn，Si，W，V等常用量刃具钢有：9SiCr，8MnSi，Cr06等冷作模具钢：Cr12,Cr12MoV,9Mn2V,CrWMn热作模具钢：5CrMnMo,5CrNiMo,3Cr2W8V耐冲击钢：4CrW2Si,6CrW2Si19上海材料研究所合金工

6、具钢合金工具钢的退火组织及其评定(合金工具钢GB/T1299-2000)1.珠光体（1～6级）、网状碳化物（1～4级）和脱碳层的金相评定和碳素工具钢基本相同(细节并不完全相同)。2.退火态必须检验共晶碳化物不均匀度（Cr12/6W6Mo5Cr4V等）:GB/T1299-2000规定按照GB/T14979-1994第四评级图评定20上海材料研究所GB/T14979-1994-第四级别21上海材料研究所22上海材料研究所合金工具钢淬火组织及其评定马氏体多呈丛集状，不如碳素工具钢的马氏体针叶清晰。淬、回火组织及其

7、评定1）刃具和量具——低温回火：回火马氏体，细小颗粒状碳化物2）合金量具须进行冷处理和低温人工时效，以减少残余奥氏体，稳定尺寸。23上海材料研究所三、量、刃具钢铬钢（Cr2）碳化物颗粒均匀，淬透性好硅-铬钢（9SiCr）回火稳定性好铬-钨钢加入强碳化物形成元素，耐磨性提高铬-钨-锰钢不变形钢，有碳化物液析和碳化物网状24上海材料研究所量、刃具钢２按GB/T1299-20009SiCr退火后珠光体的级别2~4级Cr-W-Mn网状碳化物≮3级脱碳层热轧、锻造退火≯0.25+1%D、0.20+2%D冷拉≯1.5%

8、D、2.0%DZBJ36003-1987各种量刃具钢M≯3.525上海材料研究所四、模具钢的金相检验冷作模具钢热作模具钢塑料专用模具钢26上海材料研究所冷作模具钢高的硬度，强度，良好的耐磨型和韧性显微组织特点：1）有充分的剩余碳化物，且分布均匀，圆整，细小。2）马氏体均匀，细小。3）奥氏体晶粒均匀，细小。分类：1）碳素工具钢；2）低合金工模具钢；3）莱氏体钢；4）基体钢P106金相检验项目P106-107：共晶碳