相關(guān)鏈接：鉻12模鋼表面延性和干裂性研究

　　開(kāi)裂敏理性是原料的重要物理性能，對(duì)硬度大、延性大的原料尤為重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一些部門(mén)對(duì)表面化學(xué)熱處理后滲透層的延性進(jìn)行了一系列科學(xué)研究，如對(duì)硼滲透層表面延性的科學(xué)研究、對(duì)高頻淬火層表面延性的精確測(cè)量等，得出了許多關(guān)鍵結(jié)論。對(duì)于像Cr12MoV模具鋼這樣硬度大、延性大的工模原材料，延性干裂直至斷裂的無(wú)效問(wèn)題十分廣泛。目前，該原料延性開(kāi)裂的敏感性檢驗(yàn)比較復(fù)雜，滲透性大。更簡(jiǎn)單有效的科學(xué)研究方法已成為探索高韌性、高非金屬材料的熱點(diǎn)話題。

　　我們科學(xué)研究的主要目的是通過(guò)類(lèi)似的表面硬化層來(lái)檢驗(yàn)這種原料的開(kāi)裂敏理性。本次主要針對(duì)Cr12模具鋼的科學(xué)研究，強(qiáng)度約為60HRC，經(jīng)過(guò)不同的熱處理方法，分析討論了工件表面開(kāi)裂的敏感性，并根據(jù)材料的其他物理性能進(jìn)行了分析討論。試驗(yàn)研究表明，布氏硬度壓印法具有簡(jiǎn)單易行的檢測(cè)模具鋼表面開(kāi)裂敏感性方法，對(duì)進(jìn)一步研究該原材料具有重要的理論和實(shí)踐意義。

　　▇ 科學(xué)研究材料及方法

　　● 實(shí)驗(yàn)材料和熱處理方法

　　Cr12模具鋼的成分質(zhì)量濃度為(德松標(biāo)準(zhǔn)Cr12鋼的金速原素比)。熱處理方法選擇不同的加熱溫度 冷暴力( - 196 ℃) 200℃淬火。本文僅討論淬火溫度分別為960℃、1000℃、1030℃、1060℃、Cr12鋼熱處理工藝1100℃后表面開(kāi)裂敏理性。

　　● 物理性能和殘留奧氏體測(cè)量方法

　　Instron1255型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上的基本物理性能數(shù)據(jù)測(cè)量縮小試件10mm*20mm；彎曲試件10mm*10mm*120mm，跨度100mm；UT10型拉力試驗(yàn)機(jī)采用10mm*10mm*55mm無(wú)空缺試件進(jìn)行應(yīng)力試驗(yàn)。所有信息均取3～四個(gè)樣品的平均值。殘留奧氏體含量的測(cè)定 D/ max rA 在X射線自動(dòng)衍射器中進(jìn)行。

　　● 表面開(kāi)裂敏理性檢測(cè)的原理和方法

　　維氏硬度試驗(yàn)法用于表面干裂測(cè)量和應(yīng)力分析表面開(kāi)裂敏理性試驗(yàn)，相對(duì)面間交角為136°金剛石正四棱錐體拉力在一定負(fù)載下舒張壓入待測(cè)金屬表面，在規(guī)定的維護(hù)時(shí)間后卸載，然后在顯微鏡和掃描電子顯微鏡下觀察壓印方形邊界的機(jī)構(gòu)基本形態(tài)。根據(jù)應(yīng)力分析，只有當(dāng)作用于邊界（特別是方形邊緣）的力超過(guò)部分原材料區(qū)域干裂紋的門(mén)檻（由原材料的特性決定）時(shí)，才可能出現(xiàn)裂紋和損壞，然后在一定條件下確定原材料的表面裂紋敏感性和干裂紋阻力。

　　▇ 測(cè)試結(jié)果及分析

　　在布洛維硬度計(jì)中進(jìn)行干裂試驗(yàn)，各自使用5、10、15、20、負(fù)載30公斤籌碼。

　　▇ 測(cè)試結(jié)果及分析

　　在布洛維硬度計(jì)中進(jìn)行干裂試驗(yàn)，各自使用5、10、15、20、30kg芯片的負(fù)載。試件為15mm×10mm金相試樣，試樣分別為960℃、1000℃、1030℃、1060℃、1100℃淬火 冷暴力 ( -196℃) 200℃淬火。先將試件從精磨到細(xì)磨再研磨拋光，再用4 %氰化鈉乙醇溶液腐蝕試件，腐蝕水平適中，每個(gè)試件用布氏硬度3～5點(diǎn)。

　　● 殘留的奧氏體量和強(qiáng)度( HV) 與熱處理方法的關(guān)系

　　淬火后，200℃淬火中有許多殘留的奧氏體，隨著淬火溫度的升高而變化。大多數(shù)殘留的奧氏體(700℃)在1100℃淬火 %) 殘留滲碳體機(jī)構(gòu)。一些殘留的奧氏體可以通過(guò)冷暴力改變，殘留的奧氏體成分可以顯著降低。例如，1100℃淬火后，復(fù)冷暴力殘留的奧氏體成分從70%下降到40%左右。由此可見(jiàn)，Cr12模具鋼在1030℃以下的溫度淬火后，硬度隨淬火溫度的升高而變化，淬火溫度再次升高，因?yàn)殇撝袣埩舻膴W氏體體量增加，硬度降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Cr12鋼10000～1030℃淬火最大硬度值約為820 HV 。

　　● 物理性能與熱處理方法的關(guān)系

　　Cr12鋼試件用于不同溫度的淬火處理，以降低抗拉強(qiáng)度σsc、隨著淬火溫度的升高，Cr12鋼的抗壓抗拉強(qiáng)度與強(qiáng)度有相同的趨勢(shì)分析～最大值可在1030℃獲得。隨著淬火溫度的升高，Cr12鋼的抗拉強(qiáng)度值略有降低，1030℃前Cr12鋼的沖擊功增長(zhǎng)緩慢，隨后淬火溫度的升高而變化。

　　● 敏理性結(jié)論表面開(kāi)裂

　　測(cè)量布氏硬度，測(cè)量表面開(kāi)裂敏感性顯微鏡的外觀，了解Cr12模具鋼在1000℃、1030℃淬火后冷暴力 200℃淬火后，開(kāi)裂的敏感性相對(duì)較大。布氏硬度壓印對(duì)角處有許多裂縫。裂縫趨勢(shì)不僅有沿晶裂縫，還有穿晶裂縫，一些滲碳體也產(chǎn)生干裂縫。Cr12模具鋼在960℃及其1060℃、1100℃淬火試件表面開(kāi)裂敏感性小，布氏硬度壓印對(duì)角無(wú)裂紋。準(zhǔn)確測(cè)量整體材料與表面硬化層結(jié)論完全不同。后者由于表面和基體的性質(zhì)不同，表面原料更脆，表面破碎干裂或脫落。

　　▇ 剖析

　　通過(guò)對(duì)上述結(jié)論的綜合分析，我們可以了解到Cr12模具鋼的表面干裂性能與原材料的機(jī)構(gòu)密切相關(guān)。殘留的奧氏體量隨淬火溫度的升高而變化，部分殘留的奧氏體可以通過(guò)冷暴力變化，殘留的奧氏體量可以顯著降低。隨著淬火溫度的升高，Cr12磨具鋼硬度在1030℃以下的溫度淬火，在10000℃以下～最大強(qiáng)度可在1030℃淬火。隨著淬火溫度的升高，Cr12模具鋼的抗壓抗拉強(qiáng)度與強(qiáng)度相同。隨著淬火溫度的升高，抗彎強(qiáng)度略有降低，Cr12模具鋼的沖擊韌性值隨淬火溫度的升高而變化，1030℃前緩慢升高。從表面開(kāi)裂的敏理性試驗(yàn)結(jié)果可以看出，干裂試件分別為1000℃、1030℃，淬火后200℃淬火試件，其他3個(gè)工序(960℃)、1060℃、對(duì)比1100℃淬火)未干裂樣品，可以得出干裂樣品的硬度值最大，殘留奧氏體量較低，抗彎強(qiáng)度值較低。在這種狀態(tài)下，樣品的延展性很大，表面開(kāi)裂的敏感性也很大。高韌性樣品的表面干裂變化趨勢(shì)與強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性值的變化趨勢(shì)相一致。因此，布氏硬度壓印法可以作為檢驗(yàn)工件表面延性干裂特性的新方法。

　　▇ 結(jié)果

　　Cr12模具鋼表面延性開(kāi)裂的敏感性與熱處理方法密切相關(guān)，完全取決于其硬度、殘留奧氏體量、物理性能值等。由于熱處理方法對(duì)這些因素有影響，Cr12模具鋼的開(kāi)裂敏感性可以通過(guò)調(diào)節(jié)熱處理方法來(lái)操作。

　　1000℃Cr12模具鋼、在1030℃溫度淬火后，冷暴力和200℃淬火，表面延性干裂抗性低于960℃、1060℃、淬火1100℃后的冷暴力和200℃淬火，表面有穿晶裂紋或沿晶裂紋。布氏硬度壓印法可作為區(qū)分Cr12模具鋼開(kāi)裂敏感性的簡(jiǎn)單方法。摘自:51模材網(wǎng)學(xué)院布局

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