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直接影响DC53性能的几种合金元素?

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直接影响DC53性能的几种合金元素?

发布日期:2019-01-16 作者: 点击:

DC53冷作模具钢的性能主要取决于材料的成分与热处理工艺,通过添加合金元素和优化热处理工艺,可以很好的改善模具钢的性能。合金元素主要是通过在钢中与铁元素形成固溶体或溶入铁的碳化物渗碳体中,从而影响合金相的组成或相的转变。目前常用的合金元素主要有以下几种:

⑴Cr 元素:Cr 在钢中主要根据含量不同分别形成合金渗碳体或碳化物,可以阻碍 C 原子扩散,使材料具有很好的奥氏体稳定性。同时由于 Cr 元素的溶入,使C 曲线向右发生移动,降低了钢的临界冷却速度,提高了淬透性,使钢的强度和韧性得到提升。但这也间接的增加了钢的回火脆性,尤其在高 Cr 钢中比较明显。

⑵Mo 元素:Mo 在钢中既可以与 C 形成化合物,也可以溶于铁素体和奥氏体中形成固溶体。Mo 也是使 C 曲线右移元素之一,通过 Mo 的溶入降低了钢的临界冷却速度,提高了淬透性,其作用介于 Mn 与 Cr 之间。Mo 有很好的固溶作用,可以提高材料的硬度和强度,同时作为单一元素溶入时,Mo 可以增加钢的回火脆性,但与 Cr 和 Mn 等元素共存时,却又可以抑制其它元素带来的回火脆性。

⑶V 元素:V 是强碳化物形成元素,与 C 有很强的结合力,其碳化物硬度高,分散均匀,有很好的耐磨性。同时在转变中可以细化马氏体晶粒,降低有害元素 P带来的冷脆性。在实际应用中为了保持良好的加工性能,一般 V 元素的含量应控制在 1%以下。

⑷Mn 元素:Mn 元素是弱碳化物形成元素,其在钢中主要溶于铁素体,只有少部分与 C 形成合金渗碳体。其主要作用是具有很好的固溶强化效果,并可以在冷却转变中使 C 曲线向右偏移,降低了钢的临界冷却速度,提高了淬透性,增强钢的强度、塑性和热加工性能。同时 Mn 可以与有害元素 S 形成 MnS,降低产生热裂的危险。但也应该注意随着 Mn 含量的增加也会降低材料的抗腐蚀能力和焊接性能,所以 Mn 的含量应该控制在一定范围之内。

⑸Si 元素:Si 元素在钢中主要以固溶体的形态溶于铁素体或奥氏体中,其固溶效果类似于 Mn,可以有效提高钢的强度和塑性。但不同点在于 Si 元素不与 C 形成化合物,在一定温度下有强烈促进石墨化作用,尤其在中碳钢和高碳钢中比较明显。

国内的冷作模具钢越来越向DC53靠拢

pk10平台从国内外的冷作模具钢发展趋势可以看出,目前冷作模具钢技术的发展主要是从以下两个方面:

⑴向高韧性发展。冷作模具钢多具有高碳高铬,所以共晶碳化物严重,而通过轧制、锻造等手段的改善效果是有限的,所以国内外都在开发新型的高韧性冷作模具钢,如国内的 SDC90、日本的 DC53 冷作模具钢。这些钢在成分方面适当降低碳与铬的含量,改善偏析,同时提高钼、钒等合金元素含量,使其保持原有的硬度和耐磨性,同时兼备良好的高韧性。⑵另一发展趋势是不改变钢的成分,而只改变加工工艺,如通过粉末冶金工艺获得组织细小均匀的高碳高铬冷作模具钢。目前这一方向的技术研究,国内仍很匮乏,还有待科技工作者的不懈努力。

DC53热处理工艺及淬火性能研究

DC53 是一种高韧性的冷作模具钢, 既能保持高硬度, 又能具有高韧性, 处理得当能有效防止开裂,且经标准热处理工艺,其残余奥氏体几乎全部分解,因此可以省略深冷处理。 与 Cr12MoV 相比,淬火硬化性能高, 可改善真空热处理时硬度不足产生的缺陷,回火变形小,稳定性好,强度及耐磨性好。DC53 在制造冷作模具时, 多数厂家采用的淬火温度为 1000℃以上,一般报道热处理规范的淬火温度为 1020~1040℃,回火为低溫 180~200℃、高溫 520~530℃各一次,或两次高温回火,制作整形模也有采用 180℃回火两次的。 为充分利用 DC53高韧性的优势,对热处理规范作了一些改进,采用低于常规温度的低温淬火、 两次低温回火的热处理工艺,因其供货态一般为电渣重熔态,故在加工前先改锻一次。按此工艺制取 DC53 试样,与进口辊轮上提取的试样作硬度、冲击韧度、耐磨性对比实验。


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