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H13热作模具钢、3Cr2W8V热作模具钢钢与中合金DM钢的性能优劣对比

2019-06-30

H13钢和3Cr2W8V钢是我国目前使用最广泛的两种热作模具钢,其中H13钢因其良好的综合力学性能及抗冷热疲劳性能,能够胜任一般模锻工况的要求。但由于H13钢作为中耐热型热作模具钢,其工作温度不宜超过600℃,且淬透性差不利于制造大截面模具,其应用受到限制。

3CrW8V钢是我国较早使用且应用最广的高强热性热作模具钢,其热稳定性良好,使用温度可达650℃,但因其冷热疲劳性能和导热性差,容易因冷热疲劳而产生龟裂甚至断裂。而中合金DM钢为某科研团队自主研发的新型热作模具钢。科研人员通过3种热锻模具钢热稳定曲线的测定及微观组织的观察,对比分析3种钢热稳定性能的优劣及在热稳定过程中微观组织的变化。

三种热作模具钢的优劣分析

热稳定试验的试样尺寸为10mm×10mm×15mm,采用S2-5-12箱式炉分别将试样在580620650℃保温24h,然后采用69-1型洛氏硬度计,按照GB/T230.1-2000测试不同温度下3种试验钢的洛氏硬度值。采用Zeiss Supra-40场发射扫描电镜观察试样不同保温温度下的微观组织,采用JEM-2010F高分辨投射电子显微镜对不同保温温度下的试样进行观察,并标定碳化物的类型。研究结果表明:

1)在580620650℃保温24h热稳试验中,DM钢的硬度始终高于3Cr2W8VH13钢;且随着保温温度的升高,硬度前期下降的速度越快,后期均趋于平稳。

2)在650℃热稳定过程中,3Cr2W8V钢中存在W元素大量固溶于基体中,产生固溶强化作用;而DM钢在热稳定过程中由于亚稳θ相在高温下分解析出M2C型碳化物产生硬化现象,同时由于大量Mn元素固溶于基体,阻碍了马氏体基体的回复,两者相辅相成保证了其优越的热稳定性能。

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