裂开敏感度是原材料的一项关键物理性能,这类特性对强度高、延性大的原材料特别是在关键。据统计,一些组织对表层有机化学热处理工艺后渗层的延性,即:裂开敏感度开展了一系列科学研究,比如对渗硼层表层延性科学研究、对高频淬火层表层延性精确测量等,获得了许多 关键結果。针对相近Cr12MoV模具钢材那样强度高、延性亦大的工模具材料出現延性裂开直到破裂的无效难题非常广泛。目前检验这类原材料延性裂开敏感度的方式 较繁杂、且分散性大。科学研究更加简单合理的方式 已变成现阶段高韧性、高延性原材料科学研究的一个热点话题。

 

  用类似检验表层硬底化层的方式 检验这类原材料的裂开敏感度是大家科学研究的关键目地。此次关键对于强度约60HRC的Cr12模具钢材科学研究经不一样热处理方法后原材料表层裂开敏感度,并融合原材料别的物理性能开展剖析探讨。现有实验研究表明布氏硬度压印法是一种简单易行的检验工模具钢材表层裂开敏感度的方式 ,它对进一步进行这类原材料的科学研究有关键的基础理论和实际意义。

 

铬12模具钢表面脆性与开裂性的研究

 

  ▇ 科学研究原材料和方式

 

  ● 实验原材料及热处理方法

 

  实验用Cr12模具钢材成分摩尔质量为(德松规范Cr12钢的金速原素比)。热处理方法选用不一样加温溫度油淬后 冷暴力( - 196 ℃) 200℃淬火。文中仅探讨热处理溫度各自为960℃、1000℃、1030℃、1060℃、1100℃的Cr12钢热处理工艺后的表层裂开敏感度。

 

  ● 物理性能及残余马氏体测定法

 

  基本物理性能数据信息在Instron1255型全能试验机上测得缩小试件10毫米*20毫米;弯折试件10毫米*10毫米*120Mm,跨度100毫米;冲击试验用10毫米*10毫米*55mm无空缺试件在UT10型拉力试验机上开展。全部数据信息均取3~4个试件的均值。残余马氏体成分测量是在 D/ max rA 型X射线自动式透射仪上开展。

 

  ● 表层裂开敏感度检验基本原理和方式

 

  表层裂开测量法和应力分析表层裂开敏感度检验的方式 用布氏硬度实验法,用一个相对性面间交角为136°的金钢石正四棱锥体拉力在一定荷载舒张压入被测金属表层 ,经要求的维持時间后卸掉荷载,随后在显微镜和扫描仪透射电镜下观察压印方形界限的机构形状转变。由应力分析得知,仅有当功效在界限(非常是四方形边缘)的力超过原材料部分地区裂开的门坎值时(它是由原材料的特性决策的),就很有可能出現裂痕和毁坏,进而就可以分辨原材料在一定标准下的表层裂开敏感度和裂开抵抗力。

 

  ▇ 实验結果和剖析

 

  裂开检验是在布洛维硬度仪上开展的,各自使用了5、10、15、20、30kg标准砝码的荷载。试件为15mm×10毫米的金相分析试件,试件各自经960℃、1000℃、1030℃、1060℃、1100℃热处理 冷暴力 ( -196℃) 200℃淬火。先将试件从粗磨坏精磨直到研磨抛光,随后用4 %氰化钠酒精溶液腐蚀试件,腐蚀水平适度,每一个试件各自用布氏硬度打3~5点。

 

  ● 残余马氏体量和强度( HV) 与热处理方法的关联

 

  热处理后200℃淬火存有很多残余马氏体,随热处理溫度上升而提升,在1100℃热处理得绝大多数残余马氏体(70 %) 残留渗碳体机构。经冷暴力可使一部分残余马氏体变化,残余马氏体成分显著降低,比如1100℃热处理后经冷暴力残余马氏体成分从约70%降低到40%。由此可见Cr12模具钢材在1030℃下列溫度热处理后的强度随热处理溫度上升而提升,再次提升热处理溫度因为提升了钢中残余马氏体量使强度降低。实验结果显示Cr12钢在1000~1030℃热处理可得到 最大强度值约820 HV 。

 

  ● 物理性能与热处理方法的关联

 

  用在不一样溫度热处理解决的Cr12钢试件测出的缩小抗拉强度σsc、弯曲强度,Cr12钢的抗压强度抗拉强度随热处理溫度的上升,与强度有同样的趋势分析,在1000~1030℃可得到 最大值。Cr12钢的抗拉强度值随热处理溫度上升而略微减少,Cr12钢的冲击性功在1030℃之前提高发展趋势迟缓,以后随热处理溫度上升而提升。

 

  ● 表层裂开敏感度結果

 

  测布氏硬度考察表层裂开敏感度的显微镜外貌能够看得出Cr12模具钢材在1000℃、1030℃热处理后冷暴力 200℃淬火后的裂开敏感度很大,见到布氏硬度压印直线上几个裂痕,裂痕迈向不仅有沿晶裂痕,也是有穿晶裂痕,一些渗碳体也造成裂开。而Cr12模具钢材在960℃及其1060℃、1100℃热处理解决的试件表层裂开敏感度小,能够见到布氏硬度压印直线详细无裂纹。用此方式 精确测量总体原材料与表层硬底化层結果彻底不一样,后面一种由于表层与常规原材料特性不一样,表层原材料更脆而出現表层粉碎性裂开,或是掉下来状况。

 

  ▇ 剖析

 

  从之上結果综合分析能够看得出Cr12模具钢材的表层裂开特性与原材料的机构紧密联系。残余马氏体量是随热处理溫度的上升而提升,经冷暴力可使一部分残余马氏体变化,残余马氏体量显著降低。Cr12磨具钢的硬度在1030℃下列溫度热处理,随热处理溫度上升而提升,在1000~1030℃热处理可得到 最大强度。Cr12模具钢材的抗压强度抗拉强度随热处理溫度的上升与强度有同样的趋势分析。弯曲强度随热处理溫度上升而略微减少,Cr12模具钢材的冲击性韧性值随热处理溫度上升而提升,1030℃之前提升迟缓。从表层裂开敏感度实验結果能够看得出裂开试件分别是1000℃、1030℃,热处理后并200℃淬火试件,与别的3种加工工艺(分别是960℃、1060℃、1100℃热处理)未裂开试件对比,能够得到裂开试件的强度值最大,残余马氏体量相对性较低,弯曲强度值较低,这类情况下试件的延性大,表层裂开敏感度也大。高韧性试件的表层裂开变化趋势两者之间强度、抗拉强度及冲击性韧性值变化趋势不错符合,因此布氏硬度压印法能够做为检验原材料表层延性裂开特性的一种新方式 。

 

  ▇ 结果

 

  Cr12模具钢材的表层延性裂开敏感度两者之间热处理方法拥有紧密的关联,关键在于本身的强度、残余马氏体量、物理性能标值等,因热处理方法对这几类要素都是有危害,因此能够根据调节热处理方法操纵Cr12模具钢材的裂开敏感度。

 

  Cr12模具钢材在1000℃、1030℃溫度热处理后冷暴力并200℃淬火,其表层延性裂开抵抗力低于在960℃、1060℃、1100℃热处理后冷暴力并200℃淬火,而且表层展现穿晶裂痕或沿晶裂痕。布氏硬度压印法能够作为分辨Cr12模具钢材裂开敏感度的一种简单易行的方式 。

 

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