回火溫度對(duì)3Cr2MnNiMoV鋼組織與力學(xué)性能的影響

預(yù)硬型塑料模具鋼是根據(jù)用戶使用性能和要求進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，用戶得到材料可直接加工成模具就可以使用的塑料模具鋼，避免了熱處理所造成的脫碳、開裂、變形等缺陷。

1.2738塑料模具鋼是常用的預(yù)硬型塑料磨具鋼，在實(shí)際生產(chǎn)中，厚度小于200mm的鋼板可以采用正交+回火處理供貨，能夠獲得較為理想的組織和性能，但尺寸規(guī)格較大時(shí)，生產(chǎn)難度增大，容易產(chǎn)生開裂等問題。3Cr2MnNiMoV鋼是鋼鐵研究總院開發(fā)的新型高性能預(yù)硬化塑料磨具鋼，具有比1.2738鋼更優(yōu)異的力學(xué)性能。研究表明，增加合金元素Mo、V除了提高回火穩(wěn)定性和淬透性，還能細(xì)化晶粒、產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、改善碳化物分布，提高力學(xué)性能。

在所有微合金化元素中，V是最適合產(chǎn)生穩(wěn)定而強(qiáng)烈的沉淀強(qiáng)化元素。研究表明，添加的V元素在熱軋態(tài)下被隱藏在馬氏體、貝氏體、鐵素體的基體內(nèi)，在加熱至500℃時(shí)析出，主要形成VC和VN化合物，以析出強(qiáng)化方式提高鋼的強(qiáng)度。昆明理工大學(xué)材料學(xué)院的研究者研究了回火工藝對(duì)新型3Cr2MnNiMoV塑料磨具鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響，為優(yōu)化鋼材的生產(chǎn)工藝提供參考依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)鋼采用25kg真空感應(yīng)爐冶煉，其主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：0.30C，1.00Mn，2.03Cr，0.21Mo，0.90Ni，0.10V，0.23Si，其余Fe。鋼錠經(jīng)退火后，鍛造成材，球化退火后進(jìn)行組織觀察，樣品尺寸為Φ16m×15mm。鋼材經(jīng)粗加工成不同力學(xué)性能試樣毛坯后進(jìn)行熱處理試驗(yàn)，熱處理工藝為：750℃預(yù)熱30min，在880℃保溫30min，油冷到室溫，然后分別在380、400、420、440、460、480、500、520、540、560、580、600、620、640℃空冷回火2h。為了研究回火溫度對(duì)3Cr2MnNiMoV鋼力學(xué)性能的影響，分別在500、550、600、640℃回火溫度進(jìn)行熱處理試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：

1）試驗(yàn)鋼的淬火組織為馬氏體+殘留奧氏體+未溶碳化物，經(jīng)380～640℃回火后，隨溫度升高，試驗(yàn)鋼回火硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度逐漸降低，而沖擊功和斷面收縮率顯著增加；

2）試驗(yàn)鋼經(jīng)380～640℃回火后組織為回火馬氏體+殘留奧氏體+碳化物，隨回火溫度升高，滲碳體由短桿狀變?yōu)榍驙?，α相發(fā)生回復(fù)，C和合金元素不斷發(fā)生脫落，伴隨著VC析出和（Fe、Mn、Cr、Mo）C相的粗化；

3）經(jīng)560℃回火后，試驗(yàn)鋼具有最佳的綜合力學(xué)性能：硬度44HRC，沖擊功65J，抗拉強(qiáng)度1450MPa，屈服強(qiáng)度1300MPa，斷面收縮率61%。試驗(yàn)鋼的最佳熱處理工藝為880℃淬火+560℃回火。

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