不同淬火工藝對(duì)D2耐磨板組織與性能的影響

  D2耐磨板是一種高碳高鉻萊氏體型冷作模具鋼,其特點(diǎn)是:含碳量高、合金元素多,鋼中存在大量的碳化物,具有高硬度、高耐磨性、良好韌性及優(yōu)良的抗變形性能。但脆性大,變形抗力大,鍛造溫度范圍較窄,脫碳傾向大。為此,研究了淬火溫度和冷卻方式對(duì)D2耐磨板組織和性能影響,獲得D2耐磨板最佳淬火工藝,對(duì)于D2耐磨板的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,具有重要意義。

  顯然試驗(yàn)鋼中的Si、W和Cr與標(biāo)準(zhǔn)的D2(Cr12MoVCo)耐磨板的化學(xué)成分有相當(dāng)大的不同,其中Si的含量達(dá)到1.1%,而標(biāo)準(zhǔn)的D2耐磨板只含常規(guī)的Si量,試驗(yàn)鋼中還加入了一定量的W,同時(shí)還把Cr量降低。

  將棒材坯料采用線切割機(jī)加工成10mm×10mm×10mm若干小試樣在實(shí)驗(yàn)室馬弗爐進(jìn)行淬火加熱試驗(yàn)。為了保證試樣的原始組織一致而不影響淬火的硬化特性,對(duì)所有用于淬火加熱試驗(yàn)的試樣都在860℃保溫15min,水冷至400℃,馬上在730℃保溫60~90min,出爐空冷,進(jìn)行預(yù)冷球化退火處理。將之前經(jīng)過(guò)退火處理的試樣分成9組,淬火溫度分別采用960、980、1000、1020、1040、1060、1080、1100、1120℃。將實(shí)驗(yàn)室馬弗爐升溫到上述選定的淬火溫度后保溫10min以保證爐溫恒定,為了使被加熱的試樣溫度準(zhǔn)確一致,將試樣放入爐中熱電偶附近區(qū)域,保溫40min后取出,進(jìn)行不同加熱溫度和不同冷卻方式(水冷、油冷、霧冷、空冷)的淬火處理。結(jié)果表明:

  (1)D2耐磨板隨著淬火溫度的升高,不同冷卻方式都會(huì)有硬度峰值。980℃淬火時(shí),4種冷卻方式都出現(xiàn)硬度峰值。油冷條件下,在1020℃淬火出現(xiàn)第二個(gè)硬度峰值。當(dāng)采用霧冷和風(fēng)冷時(shí),其第二個(gè)峰值在1040℃左右淬火出現(xiàn)。
  (2)在980~1040℃溫度區(qū)間內(nèi),馬氏體中飽和的碳和合金元素達(dá)到適中的程度,淬火冷卻速度慢時(shí),基體中的殘留奧氏體量較少,試樣硬度主要受馬氏體中的碳和合金元素含量的影響。
  (3)在980~1040℃溫度區(qū)間內(nèi),淬火冷速越慢,碳和合金元素有足夠的時(shí)間進(jìn)行析出,淬火加熱溫度越高,溶解的碳和合金元素越多,冷卻析出的細(xì)小碳化物越多,產(chǎn)生更高的析出強(qiáng)化。采用霧冷方式冷卻,D2耐磨板不出現(xiàn)淬火裂紋,適合應(yīng)用于D2鋼的淬火冷卻工藝。