固溶量高碳钢的强韧热加工,碳量晶界截面分析显微镜

来源:热处理技术图解手册作者:夏立芳

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固溶量高碳钢的强韧热加工,碳量晶界截面分析显微镜

高速钢的冷变形模具,采用低温淬火时,基体中碳和合金元素较低,在回火过程中析出的碳化物数量少,二次硬化峰值较低,热硬性略低于正常温度淬火的钢。然而,低温淬火回火后的多次冲击抗力、强度及韧性都高于正常温度下淬火的钢。这是由于淬火温度低,基体中含碳量较少和奥氏体晶粒较细的缘故。

生产实践已经证明,高速钢的冷变形模具,采用低温淬火,明显减少了模具折断,较大幅度地提高了模具寿命。但是,低温淬火也有一定的局限性,特别是低温淬火后,高速钢的抗压强度降低,不能用于单位挤压力接近2500MPa的高负荷凸模。如果耐磨性不足,容易粘模,可能导致脱模时把凸模折断。同时,会出现碳化物不均匀的现象。

等温淬火可以显著改善高碳钢的强韧性,即在同样的强度水平下,等温淬火钢的塑性,韧性比普通淬火有较大幅度的提高。实践证明,当硬度相同时,CrWMn钢经等温淬火的塑性、韧性比普通淬火的高0.5一1倍;在塑性和韧性相同时,经等温淬火后的硬度比普通淬火约高HRC4.6。当硬度相同时,高碳钢等温淬火还有较高的耐磨性  高速钢经等温淬火,其多次冲击抗力优于低温淬火和普通淬火。

根据对马氏体和贝氏体形态机械性能的研究可以知道,等温淬火高碳钢有较高强韧性的原因是高碳下贝氏体的性能优于高碳片状马氏体,并在等温淬火时取代了片状马氏体,避免了片状马氏体对钢的韧性可能造成的损害。片状马氏体对淬火钢的韧性的损害主要来源于如下三个方面:片状马氏体转变时的相互撞击作用,在马氏体片相交的部位或马氏体片内常常伴随有显微裂纹存在;片状马氏体内含有密集的孪晶亚结构,在外力作用下,当运动的位错与孪晶交截时,往往在孪晶界面形成显微裂纹;高碳马氏体中固溶的碳量远远高于下贝氏体中的含碳量,而间隙原子的固溶量越大,固溶强化效应越高,对钢的韧性造成的损害也越严重。因此,含碳量高的钢等温淬火一般都可以得到明显的强韧化效果。