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模具钢百科
4Cr5W2VSi模具钢的组织和力学性能介绍
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-03-23 | 1634 次浏览 | 分享到:
4Cr5W2VSi模具钢的组织和力学性能介绍
　　4Cr5W2VSi模具钢的组织和力学性能介绍
　　模具钢
　　铬基热作模具钢具有较高的热强度、硬度、耐磨性、韧性和中温热疲劳性能，已成为世界上应用最广泛的热作模具钢。
　　
　　热作模具在工作时承受很大的冲击载荷。膜腔与高温金属接触后，局部温度可达500 ~ 700℃。同时受到反复加热和冷却，模具工作面容易产生热疲劳裂纹。另外，热金属受力变形时，与型腔表面摩擦，模具容易磨损，硬度降低。4Cr5W2VSi钢是一种铬热作模具钢，具有空冷硬化的特点。目前对4cr5w2w2si钢的研究很少。因此，研究其显微组织和力学性能对于改善和提高4Cr5W2VSi钢的使用性能，拓展其应用领域具有重要意义。
　　
　　对4Cr5W2VSi模具钢的显微组织进行了深入研究。通过分析退火和调质状态下的显微组织特征，确定了带状组织的存在形式和相组成。阐述了退火和调质后的显微组织特征对冲击性能的影响以及显微组织和力学性能的各向异性。比较了退火后的4Cr5W2VSi钢和H13钢的拉伸性能。
　　
　　实验材料为4Cr5W2VSi钢，反复拉拔镦粗，尺寸为120 mm×120 mm×200 mm，根据荧光光谱，其化学成分为(质量分数，%): c0.32，Si1.2，Mn≤0.04，Cr4.82，W1.69，V0.62，P≤0.03，S≤0.03。试验材料分别进行退火、淬火和回火。退火采用860℃常规球化退火，保温4 h，炉内冷却至500℃以下，出炉空冷；调质方法为1030℃真空淬火，600℃油淬回火，每次2h。在两种条件下，沿拉伸方向(纵向)和垂直于拉伸方向(横向)切割试样，进行显微组织、拉伸试验、冲击试验和硬度试验，研究其显微组织和力学性能。结果表明:
　　
　　1)调质热处理不能消除4Cr5W2VSi钢的偏析，退火调质状态下横向组织的枝晶偏析呈网状，纵向组织偏析呈带状，由于合金元素的偏析，调质状态下偏析更严重；4Cr5W2VSi钢退火组织为粒状珠光体+少量伪共晶碳化物，调质组织为沿晶界析出的回火屈氏体和网状碳化物。
　　
　　2）4CR5W2VSI钢的退火屈服强度和拉伸强度分别为378 MPa和890 MPa，调质屈服强度是退火钢的1.35倍和1.1倍。
　　
　　3)退火后4Cr5W2VSi钢的冲击性能各向异性，纵向冲击性能高于横向冲击性能。调质态的冲击性能没有各向异性，退火态的冲击性能明显高于调质态。冲击断裂是脆性断裂。
　　
　　4）4CR5W2VSI钢中的碳化物以Fe6C、Fe7C3、Cr7C3、Cr23C6等形式存在。调质状态的硬度约为退火状态的3倍，这是由于调质后的相变，导致合金元素偏析导致脆性相屈氏体和二次硬化。
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