CALDIE鋼強(qiáng)韌化熱處理工藝研究.pdf

1、本論文以CALDIE鋼這種典型的冷作模具鋼為研究對象，主要針對其現(xiàn)實(shí)工作中存在的易產(chǎn)生崩角的問題，研究通過等溫淬火處理、Q-P處理、Q-P-T處理三種熱處理方式實(shí)現(xiàn)在不明顯降低硬度的前提下提高韌性的目標(biāo)，并借助X射線衍射儀(XRD)、金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等分析手段對CALDIE鋼組織和性能進(jìn)行了表征，探索了適合CALDIE鋼的最佳熱處理工藝。
　　首先進(jìn)行等溫淬火處理時(shí)，在260℃~300℃進(jìn)

2、行等溫淬火生成下貝氏體組織，下貝氏體鐵素體為針狀；320℃等溫淬火生成羽毛狀組織為上貝氏體。對試樣XRD測試結(jié)果表明等溫淬火后殘余奧氏體含量在17％~24％之間，相同溫度下隨著保溫時(shí)間的延長，殘余奧氏體含量減少，表現(xiàn)出的力學(xué)性能特征為硬度下降，沖擊韌性上升。淬火后試樣沖擊韌性值為6.6J，在300℃保溫5h時(shí)沖擊韌性值達(dá)到最大11.8J，此時(shí)硬度值下降到HRC56以下。
　　其次進(jìn)行Q-P處理可穩(wěn)定淬火后殘余奧氏體，經(jīng)XRD分析殘

3、余奧氏體含量均分布在7％~10％之間，相同溫度下，隨著保溫時(shí)間的延長，更多的碳原子從馬氏體擴(kuò)散到奧氏體中，使奧氏體含碳量增大；殘余奧氏體含碳量在400℃碳分配5min時(shí)達(dá)到最大值為0.94％，而后繼續(xù)保溫由于碳分配過程已基本結(jié)束，后續(xù)發(fā)生了碳化物析出過程增大了碳的消耗，奧氏體含碳量下降到0.87％。Q-P處理后硬度值下降不大，韌性值也有提升，在400℃保溫5min時(shí)韌性值達(dá)到最大值9.2J，此時(shí)硬度值也在HRC58以上。
　　最后

4、，Q-P處理后在550℃回火1h，殘余奧氏體發(fā)生分解，殘余奧氏體含量已低于5％；由于回火過程析出了合金碳化物可起到強(qiáng)化作用，而馬氏體中碳含量降低又會(huì)使硬度下降，在兩種因素的共同作用下回火后試樣硬度值變化不大，由于主要韌性相奧氏體量的減少，韌性值發(fā)生了小幅度下降。
　　經(jīng)等溫淬火以及Q-P和Q-P-T處理后試樣的韌性均得到了提升，在300℃保溫5h時(shí)沖擊韌性值達(dá)到最大11.8J，但硬度值下降較多；經(jīng)400℃保溫5min Q-P處理后