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镍元素在新型压铸模具钢中对热稳定性的作用

日期:2019-03-17 点击次数: 来自分类:行业动态

  对比研究了含镍和不含镍的新型压铸模具钢的热稳定性能及微观组织演变情况,两种材料采取相同的淬火工艺!再经多次回火达到相似的硬度!然后进行热稳定性实验!并采用扫描电子显微镜透射电子显微镜对比分析了两种材料的淬火态及热稳过程中的微观组织的变化情况。探索了含镍元素的添加对材料热稳定性的影响。

  实验结果表明镍元素能够阻碍碳化物向基体中溶解,未溶的碳化物颗粒在晶界处能有效阻止原始奥氏体的增长,从而使材料允许的淬火加热温度提高,在相同的淬火条件下镍元素使得压铸模具钢中的碳化物无法充分地固溶于基体,因而在回火过程中减弱了二次碳化物的析出强化效果,导致在热稳前期钢的硬度降低较快,镍元素提高材料热稳定性能的优势可能需要在较高淬火温度下才能体现。

  随着科学技术的不断发展,压铸模具钢正逐步向高热导率*大截面*高等向性*长寿命的方向发展,由瑞典 QYYT0 N786(778HJB开发的含镍压铸模具钢具有极佳的抗热龟裂、热磨损和塑性变形的性能,而成为当前压铸模具的首选材料,然而对于大型压铸模具而言,往往存在由于心部无法淬透,造成材料截面力学性能不均匀,进而引起材料早期开裂的现象,这也是材料寿命不理想的重要原因之一。镍是非碳化物形成元素,能够置换固溶于钢的基体起强化作用,它还是奥氏体稳定元素,能降低相变温度,提高钢的淬透性,并且相变温度。随着镍含量的增加而降低。

  采用此合金化思路向高强韧性配比的钢中添加了一定量的镍元素,实验表明压铸模具钢中添加镍质量分数的相变点下降四分之一, 下降使得材料的淬透性显著提高+ 热稳定性是热作模具钢的主要性能之一,反映了模具钢在高的工作温度下抗软化的能力,关系到钢的高温硬度、高温强度和热疲劳抗力等性能指标。

  研究表明,提高铬系热作模具钢的热稳定性有助于提高材料的热疲劳寿命,一般认为热作模具钢的热稳定性优劣取决于材料在高温保温过程中基体的回复程度,合金化合物的沉淀析出量及其在长时间保温过程中的聚集长大程度,因此探索长时间回火过程中微观组织的演变情况对提高模具材料的使用寿命非常重要,本工作在能提高材料淬透性的基础上对比研究了两种钢的热稳定性,采用扫描电子显微镜透射电子显微镜等技术手段对热稳过程中的组织转变进行了跟踪监测探索分析了镍元素对材料热稳定性的影响,为材料的热处理工艺的优化提供了一定的理论依据。

  结果与分析,淬火态组织观察淬火时两种材料的金相组织图,两种材料在淬火时的组织均为隐针状马氏体和未溶碳化物,可以发现含镍钢中的未溶碳化物明显多于钢,由于的原子半径略小于(0/T的原子半径当=H置换固溶于基体时会使基体的点阵常数缩小"造成晶格畸变"从而降低碳在基体中的扩散速度,阻碍相变动力学延缓了未溶碳化物向奥氏体的溶解过程。


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