高热强性热作模具钢的合金化特性研究

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1、上海大学硕士学位论文高热强性热作模具钢的合金化特性研究摘要化学成分以及热处理工艺决定了钢材最终的组织和性能。目前，对热作模具钢的系统性研究还没有得到较好的开展，对不同合金元素之间的交互作用与各种性能之间的关系研究的也不是十分全面，还没有能够找出热作模具钢的各种性能与化学成分和热处理工艺之间的综合潜在关系。此外，热作模具钢中可能含有多种合金元素，其中不乏许多贵重元素，如Mo、Co、W等。如何调整钢的化学成分配比，在尽可能降低贵重金属含量的基础上保证材料的性能，也是一个亟需解决的问题。针对以上的问题，借助于均匀设计试验方法和回归分析方法，本文较为

2、系统地对热作模具钢的一系列性能(强度、韧性、热稳定性、相变特性、热疲劳性能等)与主要化学成分以及热处理工艺之间的关系进行了研究。文章首先确定了六种化学元素为本文的主要研究对象，其变化范围分别为：0．25-4)．60％C，0．5∞1．50％Si，0．2肚1．00％Mn，2．00-6．00％Cr，1．00k3．00％Mo和0．20~1．50％V。此外，为了考察热处理工艺对性能的影响，文章还确定了淬火温度和回火温度的变化范围分别为1020--1100。C和540--640℃。文章测定了材料的相关性能，并分别进行了回归分析。随后，在研究的基础上，提出

3、了新钢种的成分配比方案。在综合考虑了所研究变量(钢中各种合金元素以及随后的热处理工艺)之间的交互作用对所研究性能的影响的基础上，本文的主要研究结果如下：l、对室温冲击韧性具有降低作用的成分变量为碳、钼和钒；对高温冲击韧性具有降低作用的成分变量为碳、锰和钒。研究发现，高温冲击韧性与(冲击温度--556)2具有同向线性的关系。2、对抗拉强度具有提高作用的成分变量为钒，具有降低作用的变量为碳和钼：对屈服强度具有提高作用的成分变量为钼，具有降低作用的变量为碳和钒；对延伸率具有提高作用的成分变量为碳和钒；对断面收缩率具有提高作用的变量为碳、铬、钼和钒。

4、3、对硬韧性因子(回火硬度与室温冲击韧性的乘积)具有提高作用的变量V上海大学硕士学位论文高热强性热作模具钢的合金化特性研究为淬火温度和回火温度，具有降低作用的变量为碳、钼和钒；对强韧积(抗拉强度与室温冲击韧性的乘积)具有提高作用的变量为回火温度，具有降低作用的变量为碳、钼、钒和淬火温度。两者相比较，硬韧性因子的预测能力优于强韧积的预测能力。4、对氏l具有降低作用的变量为碳、铬和钒，而随着锰含量的增加，氏l先增加后降低，转折点处的锰含量为0．354％；对氏3具有提高作用的变量为碳和钒；对M。点具有降低作用的变量为硅、锰、铬和钒。5、对退火态热膨

5、胀系数具有提高作用的变量为锰和试样温度，具有降低作用的变量为硅；对淬火态热膨胀系数具有提高作用的变量为碳、硅、钒和试样温度，具有降低作用的变量为铬。6、对贝氏体转变区鼻尖温度具有提高作用的变量为硅、铬、钒和锰；对珠光体转变区鼻尖温度具有提高作用的变量为钼，具有降低作用的变量为碳、铬和钒；对马氏体临界冷却速度具有降低作用的变量为碳；对贝氏体临界冷却速度具有降低作用的变量为钼，此外，随着硅含量的增加，贝氏体临界冷却速度先增加后降低，转折点处的硅含量为0．7994％。7、在650℃保温的条件下，对热稳定性具有提高作用的成分变量为硅、铬和钒。8、对热

6、疲劳性能具有降低作用的变量为碳、铬和钒，此外，随着淬火温度的提高，热疲劳性能先提高后降低，转折点处的淬火温度为1073℃。9、根据第一阶段研究结果，设计了四种新钢种，其中N．2(0．31％C，1．51％Si，0．35％Mn，3．99％Cr，1．02％Mo和0．91％V)钢的综合性能最好，在同等力学性能的基础上，其使用性能优于常见的8407钢。关键词：热作模具钢，均匀设计，回归分析，合金化VI上海大学硕士学位论文高热强性热作模具钢的合金化特性研究ABSTRACTThechemicalcompositionofthesteelsanditsfol

7、lowingheattreatmentschemesdeterminethemicrostructureandproperties．Thesystematicalstudyonhotworkdiesteelhaven’tbeencarriedoutquitewelltinnow,theinteractionsamongthechemicalcompositionswerenotdearlyunderstood，Therelationshipsamongthechemicalcompositions，theheattreatmentandthe

8、propertieswerealsonotestablishedcomprehensively．Therearemanykindsofalloyingdements