高热强性热作模具钢

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1、高热强性热作模具钢-3Cr2W8V   3Cr2W8V是钨系高热强化模具钢的代表钢号，合金元素以钨为主，钨质量分数ωC高达8%以上。该钢至今已应用70余年，虽因冷热疲劳抗力差，在急热、急冷条件下工作容易出现冷热疲劳裂纹而失效，不适宜在急冷、急热条件下工作，但因其抗回火能力较高，仍作为高热强性热作模具钢而在许多热加工领域应用。   1.临界点 3Cr2W8V钢临界点为：Ac1830℃、Ac3920℃、Ar1773℃、Ar3838℃、Ms350℃、Mf160℃。   2.力学性能   (1)室温力学性能：经不同温度淬火及回火后，钢的硬度、冲击韧度、强度、塑性分别见表1

2、～表5。表1 3Cr2W8V钢的淬火硬度淬火温度/℃95010501100115012001250硬度HRC444952555657表23Cr2W8V钢的回火硬度淬火温度/℃回火温度/℃500550600650670700硬度HRC10504647433532271075474844363330110048494540363211504953504540341250505452494550   由表2可见，3Cr2W8V钢在550℃左右回火时出现二次硬化峰，淬火温度越高，二次硬化峰值越高。冲击韧度值的低谷，出现在650℃左右回火(见表3)，此时断面收缩率ψ也再现谷

3、值(见表5)，谷值的出现可能与析出W2C碳化物有关。   经350及450等温淬火后可得到较高的冲击韧度，并且有较高硬度。表3淬、3Cr2W8V钢的冲击韧度淬火温度/℃回火温度/℃550600650700冲击韧度αK/(J/cm2)105038373353107537363250110036352933115033322532125030282028表43Cr2W8V钢的强度淬火温度/℃回火温度/℃550600650700力学性能σb、σs/MPaσbσsσbσsσbσsσbσs1050140013701300125011701130960900107514301

4、40013601300128012201090105011001610158014801400133012501130110011501950185017301650150014501170112012502020-1900-1760-1650-表53Cr2W8V钢的塑性(δ、ψ)淬火温度/℃回火温度/℃550600650700塑性δ(%)、ψ(%)δψδψδψδψ10503.20353.40323.5028.53.754110753.00283.15253.40213.603811002.95213.0517.53.30143.403711502.80132.8

5、592.9553.151712501.3521.503.51.704.52.007   (2)高温力学性能：3Cr2W8V钢经不同工艺处理后的高温强度、高温冲击韧度、高温硬度等见表6。表63Cr2W8V钢的室温及高温性能淬火温度/℃回火温度/℃σb/MPaσs/MPaδ(%)ψ(%)αK/(J/cm2)HRC680℃保温使硬度下降到350HV所需时间/h10806006206501750/11401640/10501390/8501610/9301450/8501230/7308/98/1010/1030/4032/4436/4030/4530/4525/4548

6、/3945/3741/323.02.51.811406006206501950/13001820/12201490/9201730/10701670/10201320/8106/89/117/720/2132/3530/2620/4025/4015/3550/41.548/4044/384.53.83.2   注：表中数字分子表示室温度性能，分母表示600℃高温性能       由表6可见，提高淬火温度可使用钢的红硬性及热稳定性增高。   3.热处理新工艺及实际应用 3Cr2W8V钢在淬火加热中脱碳和变形倾向较小，目前钢厂生产量仍较大，热处理设备及工艺比较稳定，许

7、多中小机械厂仍在广泛应用。因其耐热性较高，广泛应用压力机锻模、热挤压模、镦锻模、剪切刀、压铸模等许多方面。   对3Cr2W8V钢，提高使用寿命的关键是采用热处理新工艺提高其强韧性，举例如下：   (1)高温淬火工艺：3Cr2W8V钢制40Cr销轴热锻模在作用力为1.6MN摩擦压力机上锻造。原工艺1050～1100℃淬火，600～620℃回火，硬度47～49HRC，使用寿命7000～10000件。   (2)控制淬硬层淬火工艺：3Cr2W8V钢制尖嘴钳热压模具，1000～3000kN摩擦压力机上使用，常规淬火工艺，硬度46～48HRC，模具寿命仅4000件，失效形

8、式为开裂或