一種高耐熱奧氏體模具鋼及其制備方法(1.2711模具鋼 1.2711鍛打板 1.2711光圓棒)
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2、1.2711模具鋼 1.2711鍛打板 1.2711光圓棒
一種高耐熱奧氏體模具鋼及其制備方法
[0031]固溶處理+時效處理,其中,固溶溫度為10501220°C,時效溫度為650780°C。
[0032]進一步,所述高耐熱模具鋼的微觀組織為單一的奧氏體組織。
[0033]本發明所述高耐熱模具鋼在650°C持續保溫2.5h后的洛氏硬度HRC45以上;650°C持續保溫5.Oh后的洛氏硬度HRC45以上。
[0034]本發明的主要工藝參數控制如下:。
[0035]本發明步驟2)鋼錠在加熱爐內以80100°C/h的升溫速度加熱至12101250°C后保溫24小時:在加熱過程中,鋼錠的熱應力敏感性較高,容易產生應力裂紋,本發明將鋼錠的入爐溫度控制在500600°C,升溫速度控制在80100°C/h可以防止鋼錠在加熱過程中產生熱應力裂紋;在加熱至12101250°C后保溫24小時,使得鋼錠的整個表面至芯部的溫度都可保持均勻,可以改善鋼錠的可鍛性,防止鋼在鍛造過程中的開裂傾向,并改善鋼的顯微組織和合金成分的均勻性,提高鋼的強度和韌性。
[0036]經過徑鍛機鍛造開坯的始鍛溫度為10801130°C:由于本發明鋼在10801130°C范圍內是奧氏體單相組織區域,有著最佳的高溫熱塑性,有利于高溫變形加工處理,不容易產生高溫熱加工開裂。
[0037]本發明控制鍛造過程中徑鍛機終鍛溫度多900°C:由于鋼錠終鍛溫度對鋼錠鍛造質量有著重要的影響,終鍛溫度低于900°C,導致材料塑性下降,非常容易引起鋼錠在徑鍛機鍛造過程中產生鋼錠開裂。
[0038]本發明將熱處理固溶溫度控制在10501220°C,時效溫度控制在650780°C:在10501220Γ溫度范圍下,本發明鋼材料的奧氏組織可以促使合金元素大量溶入基體,提高合金度,增強固溶強化效果。
同時,在進行時效處理650780°C過程中,彌散析出細小的第二相粒子,通過沉淀強化提高材料強度和硬度。
[0039]本發明所述高耐熱奧氏體熱作模具鋼選擇錳作為穩定奧氏體化元素,高錳鋼中碳化物的析出量較多,碳化物本身溶解度較高,溶解速度較慢,析出后在高溫下長時間加熱表現出良好穩定性和較慢的長大速度,有利于材料的高溫強度;此外,錳作為穩定合金化元素,其價格較低,具有明顯的成本優勢,在經濟高速發展、能源緊缺的當今時代,具有深遠意義。
[0042]針對馬氏體熱作模具鋼在680°C下高溫強度和硬度不足的問題,本發明鋼選取價格較低的錳元素作為主要穩定奧氏體合金元素,以鉻、鉬、釩合金元素作為主要的基體固溶強化元素和析出彌散強化相形成合金元素,制備得到的高熱強性奧氏體熱作模具鋼在680°(:溫度下具有良好的熱穩定性能,該鋼在650°C保溫條件下的關鍵熱強性指標為:650°C持續保溫2.5h后的洛氏硬度在HRC45以上;650°C持續保溫5.Oh后的洛氏硬度在HRC45以上,與傳統的馬氏體3Cr2W8V熱作模具鋼相比,本發明鋼的熱強性能提升50%以上。
[0043]本發明開發的模具用鋼熱處理變形小,價格低,具有較高的高溫熱強性能,適用于制造高溫合金擠壓模具,能在680°C工作溫度下取代通用的馬氏體熱作模具鋼。
[0044]圖1為本發明實施例7鋼在固溶保溫后的典型金相照片。
[0045]圖2為本發明實施例7鋼在固溶+時效保溫后的典型金相照片。
[0046]圖3為本發明實施例7鋼與3Cr2W8V鋼在650°C保溫熱穩定性能對比。
[0047]下面結合實施例和附圖對本發明做進一步說明。
[0048]表1為本發明實施例鋼的成分,表2為本發明實施例鋼的制備工藝參數,表3為本發明實施例鋼的尚溫耐熱性能指標。
[0050]按照表1中的化學成分,采用感應爐進行熔煉,之后澆鑄成鋼錠,澆鑄成的鋼錠將作為自耗電極放置于電渣重熔裝置中,進行電渣重熔,液體金屬經過渣池的渣層下落至下面的水冷結晶器中,再重新凝固成1.01.5噸鋼錠;將重新凝固的鋼錠進加熱爐加熱,鋼錠入爐溫度為500600°C,在加熱爐內以80100°C/h的升溫速度加熱至12101250°C,保溫24小時;保溫之后進行鍛造加工,始鍛溫度10801130°C,終鍛溫度彡900°C。
熱處理固溶溫度控制在10501220°C,時效溫度控制在650780°C,具體工藝參數參見表2。
[00511檢測本發明實施例制備的奧氏體熱作模具鋼在650°C持續保溫2.5h后的洛氏硬度;650°C持續保溫5.Oh后的洛氏硬度,具體檢測結果參見表3。
[0052]圖1為本發明實施例7鋼在1170Γ固溶保溫后的典型金相照片。
由圖1可知,鋼中大部分碳化物都溶入奧氏體基體中起到固溶強化作用,但仍有少量未溶碳化物,尺寸在5μπι左右,這些碳化物多數在基體上,晶界上較少。
由于這些碳化物釘扎在奧氏體基體上,可阻止奧氏體在固溶過程中的長大,提高鋼的韌性。
[0053]圖2為本發明實施例7鋼經過1170°C固溶及700°C時效保溫4小時后的典型金相照片。
由圖2可知,時效后奧氏體晶粒度基本沒有變化,即在時效過程中,奧氏體沒有長大,此外有大量細小析出相經時效后形核析出,彌散分布于基體上,顯著強化材料性能。
[0054]由表3可知,本發明制備的鋼在650°C持續保溫2.5h后的洛氏硬度在HRC45以上;650°C持續保溫5.Oh后的洛氏硬度在HRC45以上,具有優良的熱穩定性能。
可見,本發明提供了一種在680°C高溫使用條件下具有良好高溫強度的奧氏體熱作模具鋼材料。
[0055]針對高溫強度,熱作模具鋼在工作時的主要性能指標體現為高溫下材料的抗軟化能力,因此,本發明選擇高溫條件下的硬度隨著時間變化的數據指標來反映其抗高溫軟化能力,以此來評定其熱強性的優劣。
[0056]圖3為本發明實施例7鋼在熱處理工藝為1170°C固溶700°C時效后在650°C熱穩定性能與3Cr2W8V經1050°C淬火+560°C回火后在650°C熱穩定性能的對比。
由圖3可知,本發明鋼在650°C保溫過程中,硬度穩定在45HRC以上,而3Cr2W8V隨保溫時間延長,硬度下降趨勢明顯,最終硬度只有20HRC左右,完全無法滿足模具工作的性能要求。
1.一種高耐熱奧氏體模具鋼,其化學成分重量百分比為:C:0.61O.79%,Si:l.201.40%,Mn:12.515.0%,Cr:6.57.0%,Mo:1.03.0%,V:1.02.0%,P。
1.2711模具鋼 1.2711鍛打板 1.2711光圓棒
1.2711模具鋼用途。
(1)壓鑄模具、支撐工具、模架。
(3)用在熱塑性塑料處理的大型模具。
出廠狀態:調質預硬至310-345(~32-36HRC)或340-380(~36-40HRC)。
超聲檢驗:ASTMA388-FBHmax.5mm(1/5inch),或者SEP1921-testgroup3-classD,或者按客戶要求。
純凈度:按照ASTME45方法A,A硫化物≤1.5,B氧化物、C硅酸鹽和D球狀氧化物各≤2,或者DIN50602-K4≤30,或者按客戶要求。
2.請告知店主你所需的長寬厚,單位請用毫米標明。
3.如需開具增--值--稅,報價前請告知店主,否則默認為未稅價格。
4.毛料是指表面有氧化皮,四邊為鋸切(A3、45#為氧氣割)。
SKD61成分及其性能.docx
良好的綜合力學性能,而且淬透性能好,比較適合制造尺寸大、形狀復雜的模具。
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