PDF《Cr12MoV 模具钢中共晶碳化物的控制及国内研究进展》

Cr12MoV 模具钢中共晶碳化物的控制及国内研究进展 吴晓峰1 ,马坤2 ,徐娜1 ,时军波1 ,葛长军1 ,臧启山3 (1.

山东省分析测试中心, 山东 济南 250014;

2. 沧州师范专科学校, 河北 沧州 061001;

3. 中 国科学院金属所,辽宁 沈阳 110016) 摘要:本文针对国内广泛使用的 Cr12MoV 模具钢失效预防中的共晶碳化物控制这个问 题,结合 Cr12MoV 模具钢的特性,分析了控制共晶碳化物的原因,从锻造工艺、热处理工 艺等模具生产主要环节,系统地总结了控制 Cr12MoV 钢中共晶碳化物的主要方法和国内研 究进展状况. 关键词:Cr12MoV;

冷作模具钢;

共晶碳化物;

锻造;

热处理;

失效分析 Domestic Development of Controling Eutectic Carbides of Cr12MoV Die Steel Xiaofeng Wu1 , Kun Ma1 , Na Xu1 , Junbo Shi1 , Qishan Zang3 1.ShanDong Analysis and Test Center, Jinan Shandong 250014, China 2. Cangzhou Normal Specialised Postsecondary College, Cangzhou Hebei 253600, China 3.Institute of Metal Research, CAS, Shenyang Liaoning 110016, China Abstract: Aimed at controlling eutectic carbides of widely used Cr12MoV die in China and the characteristics of Cr12MoV die steel, the reason of controlling eutectic carbides in Cr12MoV was given, some main techniques and development of controlling eutectic carbides in Cr12MoV die making process including forging, heat treatment were summarized systematically. Keywords: Cr12MoV;

Cold Working Die Steel;

eutectic carbides;

forging;

heat treatment;

failure analysis 中图分类号:TG76 Cr12MoV 钢属于高耐磨微变形冷作模具钢,其特点是具有高的耐磨性、淬透性、微变 形、高热稳定性、高抗弯强度,仅次于高速钢,是冷冲裁模、冷镦模等冷作模具的重要材料, 其消耗量在冷作模具钢中居于首位.该钢虽然强度、硬度高,耐磨性好,但其韧性较差,对 热加工工艺和热处理工艺要求较高,处理工艺不当,很容易造成模具的过早失效. 目前导致 Cr12MoV 这种高碳、高铬钢模具损坏的因素很多,主要是由锻造工艺和热处 理工艺造成的, 线切割模具加工有时也会引起模具开裂. 碳化物的不均匀度与残余应力的分 布是影响模具使用寿命的决定因素.因此,认识 Cr12MoV 模具中共晶碳化物的危害、控制 共晶碳化物的分布及大小是非常重要的. Crl2MoV冷作模具钢属于莱氏体型高碳高铬钢,由于高的含碳量和含铬量,形成了大量 的碳化物和高合金度的马氏体,使钢具有高硬度、高耐磨性.铬还会使钢具有高的淬透性和 回火稳定性.但是,由于Cr的大量存在,Crl2MoV钢水结晶时析出大量共晶碳化物(主要是 硬度很高的铬铁复合碳化物(Fe,Cr)7C3)极为稳定,常规热处理无法细化,即使经压延后, 在较大规格钢材中,仍保留明显的带状或网状碳化物,碳化物分布不均匀,而带状或网状碳 化物区是一个脆性区,其塑性、韧性差,不能承受大的冲击力,裂纹很容易在这里萌生与扩 展,往往成为裂纹产生的主要原因;

较大的碳化物周围常常有空洞、位错等缺陷汇聚,在交 变负荷的作用下,这些缺陷进一步聚集和扩展便可萌生疲劳裂纹;

碳化物偏析严重,在碳和 合金元素富集的区域,钢的溶点降低,易导致模具热处理时过热,并使碳和合金元素在奥氏 体中溶解度减少, 降低淬火后的硬度, 且导致碳合金元素富集区与贫乏区之间产生大的组织 应力,从而增大了模具热处理后的变形量. 通常,Cr12MoV 钢碳化物级别应不大于