【摘 要】
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该文以4Cr5MoSiV1钢(以下记为H13)为研究对象,系统研究了热作模具钢二次硬化前后的力学性能和显微组织.主要研究成果列举如下:研究了淬火+回火与淬火+深冷+回火两种热处理条
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该文以4Cr5MoSiV1钢(以下记为H13)为研究对象,系统研究了热作模具钢二次硬化前后的力学性能和显微组织.主要研究成果列举如下:研究了淬火+回火与淬火+深冷+回火两种热处理条件下,热作模具钢的二次硬化效应.力学性能试验表明,在二次硬化的过程中,强度、硬度、冲击吸收功、塑性等发生显著变化.经淬火+深冷+回火处理后的试验钢,在470℃回火时强度、硬度达到峰值,其二次硬化峰值温度较普通处理的试验钢提前约30~40℃;冲击吸收功与塑性的变化则与强度和硬度的变化相反,于二次硬化峰值温度时出现低谷.电子显微观察结合相分析发现,经淬火+深冷+回火处理的试验钢在淬火状态至400℃回火温度区间的组织为板条状位错马氏体+渗碳体+少量孪晶马氏体;400~540℃回火温度区间的组织为板条状位错马氏体+合金碳化物(以MC为主)析出初期阶段+少量孪晶马氏体;540~650℃回火温度区间的组织为已回复的板条状位错马氏体+合金碳化物(以MC为主,伴有M<,23>C<,6>、M<,2>C等的析出).用化学计算法(Stoichiometry)和Thermo-Calc软件计算了H13钢回火过程中的析出平衡相,所得数据与实验结果基本吻合.确定了H13热作模具钢中的碳化物的回火析出贯序.分析了Cr、Mo、V等碳化物形成元素对热作模具钢二次硬化的影响,运用第二相强化原理估算了钢中第二相对基体的强度增量,探讨了热作模具钢的回火二次硬化机制,认为构成热作模具钢的二次硬化至少应具备以下三个条件:(1)随着板条状马氏体组织的回复、针状孪晶马氏体的逐渐消失,基体组织逐渐软化.(2)回火析出初期的碳化物第二相颗粒(以MC为主)与基体高度共格所引起的共格应变强化对二次硬化峰贡献最大.(3)当富V的MC碳化物大量析出时,试验钢已过时效.随着富Cr的M<,23>C<,6>与M<,7>C<,3>的析出和粗化,第二相强化的效果减弱,引起钢的强度和硬度下降,塑性和韧性却大幅提高.
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