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《cr-mo-ni系新型铸造热锻模具钢的微合金化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、Cr-Mo-Ni系新型铸造热锻模具钢的微合金化 姜启川 方建儒 赵宇光 王树奇 关庆丰 赵玉谦 马云海 瞿芝碧 摘 要 向成分(%)：C0.1～0.5，Cr1.0～5.0，Mo0.3～2.0，Ni1.0～2.0新型铸造热锻模具钢中加入微合金化元素Nb、V、Ti、RE、Ca等，细化了晶粒、改善了夹杂物形态及分布。冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高了一倍左右，断裂韧性和抗冷热疲劳性能也有明显改善。 关键词 铸造 热锻 模具钢 微合金化Micro
2、AlloyingofANewCr
3、Mo
4、NiSt
5、eelSeriesforCastHot
6、ForgingDieJiangQichuan,FangJianru,ZhaoYuguang,WangShuqi,GuanQingfeng,ZhaoYuqian,MaYunhaiandQuZhibi(MaterialScienceandEngineeringInstitute,JilinUniversityofTechnology,Changchun130025) Abstract Withgrainrefining,andmorphologyanddist
7、ributionofinclusionsimprovingbyaddingmicro
8、alloyingelement
9、Nb,V,Ti,REandCa,theimpacttoughness,elongationandreductionofareaofnewC0.1～0.5
10、Cr1.0～5.0
11、Mo0.3～2.0
12、Ni1.0～2.0steelforcasthot
13、forgingdieincreasedbyover1time,andthefracturetoughnessandthermalf
14、atigueresistanceofsteelimprovedobviously. MaterialIndex Cast,Hot
15、Forging,DieSteel,Micro
16、Alloying 采用铸造方法来制造热锻模具省去了锻造工序，而且型腔铸出，可做到少、无加工，废弃模具可以通过重熔而得到再生回用，具有成本低，节省资源、能源，生产周期短等优点。前苏联科研工作者研究出4Cr5MoVSiNi、25Cr5MoVSiNi、5CrNiMoNV、30Cr6MoNV等铸造热锻模具钢［1］，收到很好
17、效果，不仅在使用过程中安全可靠，而且使用寿命也有相当程度提高。我国从50年代就开始用铸造方法制作热锻模具，主要是采用原锻造热锻模具钢的成分来直接铸造热锻模具，其韧性低，往往在使用过程中因脆性断裂而报废［2］。向钢中加入微量的合金化元素进行微合金化处理，是提高铸钢强韧性的发展方向之一。本研究在C、Cr、Ni、Mo等基本成分优化设计的基础上，通过添加微量的合金化元素V、Ti、Nb、RE、Ca来获得晶粒细化、偏析减轻、夹杂物少、形态改善、组织致密的凝固组织来提高铸造热锻模具钢的性能。1 实验方法1.1 新
18、型铸造热锻模具钢的基本化学成分 新型铸造模具钢的化学成分(%)：C0.1～0.5，Cr1.0～5.0，Mo0.3～2.0，Ni1.0～2.0，Si、Mn＜0.4。并在此基础上添加微量的合金化元素V、Ti、Nb、RE、Ca。1.2 试样的制备 采用5kg中频感应电炉不氧化法炼钢工艺，1600℃插Al脱氧后出钢，包中加入微合金化元素。在砂型中浇铸成12mm×12mm×55mm试样，加工成10mm×10mm×55mm(U型缺口)冲击试样、10mm×10mm×20mm硬度试样及6mm×10mm×25mm
19、的冷热疲劳试样。1.3 冷热疲劳实验 在自制的冷热疲劳试验机上进行冷热疲劳试验，即采用电阻加热，在试样的一侧用0.12mm的钼丝预制一个5mm深的裂纹，用热电偶测温，自动控温与计数。试样被加热到600℃后，保温10s，然后迅速在室温水中冷却2～3s，不断的循环加热与冷却，测定裂纹的扩展情况。1.4 性能测试与组织观察 采用HR150型硬度计进行硬度测试，在JB-5型冲击试验机上进行冲击实验，拉伸试样在电子万能拉伸试验机上进行。在INSTRON1603电磁共振式高频疲劳试验机上测试断裂韧性(满足G
20、B6398-86)。采用XJG-0.5型光学显微镜进行显微组织观察，在扫描电镜(AMRA-1000B)上观察冲击断口形貌。2 实验结果与讨论 向钢中加入微量的Nb、V、Ti、RE、Ca等合金元素，既起到孕育、变质的作用，又起到净化的作用。经过细化晶粒和沉淀强化元素Nb、V、Ti和净化元素RE、Ca的复合微合金化处理后，其强度及硬度略有提高(图1)，冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高了一倍左右，断裂韧性有较大的提高(图2)，抗冷热疲劳性能也有所改善(图3)。图1 微合金
