鑄造冷作模具鋼焊接接頭組織和性能研究([推薦]冷作模具鋼各項(xiàng)性能)
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鑄造冷作模具鋼焊接接頭組織和性能研究
【摘要】:隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展,汽車(chē)模具市場(chǎng)需求日趨龐大,新型模具鋼不斷被開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于汽車(chē)模具的制造。
為了應(yīng)對(duì)新型模具在反復(fù)使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的失效問(wèn)題,對(duì)新型模具鋼修復(fù)方法的研究也越發(fā)迫切。
探究新型模具鋼焊接接頭的組織及性能特點(diǎn)為模具的翻新修復(fù)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù),對(duì)我國(guó)模具的發(fā)展具有重要意義。
本文以新型冷作模具鋼5CrMoV為研究對(duì)象,研究其熱處理后組織特點(diǎn)及過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變過(guò)程。
研究結(jié)果表明,珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的開(kāi)始溫度為773℃,結(jié)束溫度為786℃。
5CrMoV鋼鑄態(tài)組織主要是層片狀珠光體和少量鐵素體;退火組織為層片狀珠光體和塊狀鐵素體;淬火組織為細(xì)小的板條狀馬氏體;回火組織是回火索氏體。
基于連續(xù)冷卻過(guò)程中的過(guò)冷奧氏體產(chǎn)物鐵素體、珠光體、貝氏體和馬氏體,利用JMatPro分析得出馬氏體的臨界冷卻是20℃/s,獲得珠光體的冷卻速度要小于1℃/s。
研究了5CrMoV鋼熱影響區(qū)的微觀組織和性能特點(diǎn)以及不同焊接熱輸入下熱影響區(qū)的組織和性能變化規(guī)律。
結(jié)果表明,過(guò)熱區(qū)組織主要是由粒狀貝氏體,針狀鐵素體和先共析鐵素體組成;完全重結(jié)晶區(qū)組織是由粒狀貝氏體,多邊形鐵素體和少量的針狀鐵素體組成;不完全重結(jié)晶區(qū)組織主要為鐵素體、貝氏體和回火索氏體;回火區(qū)是由回火索氏體組成。
在焊接熱循環(huán)的作用下,熱影響區(qū)出現(xiàn)明顯的軟化現(xiàn)象,不完全重結(jié)晶區(qū)和回火區(qū)交界處是熱影響區(qū)力學(xué)性能最薄弱的部分。
焊接熱輸入對(duì)熱影響區(qū)組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能具有明顯的影響。
隨著焊接熱輸入的增加,過(guò)熱區(qū)中晶粒尺寸顯著增加,針狀鐵素體的板條逐漸粗化;完全重結(jié)晶區(qū)晶粒尺寸略有增加,多邊形鐵素體的體積分?jǐn)?shù)增大;在不完全重結(jié)晶區(qū)和回火區(qū)中碳化物不斷析出并且聚集長(zhǎng)大,回火區(qū)的平均晶粒尺寸沒(méi)有明顯變化。
此外,隨著熱輸入的增加,熱影響區(qū)硬度值降低,熱影響區(qū)的寬度和軟化區(qū)增大,抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。
研究了多層焊接焊縫組織特點(diǎn)以及焊接熱輸入對(duì)多層焊縫的組織和性能的影響規(guī)律。
研究結(jié)果表明,打底層焊縫是由下貝氏體、殘余奧氏體和和少量的碳化物組成;填充層焊縫主要是由馬氏體、殘余奧氏體和板條δ-鐵素體組成;蓋面層焊縫組織是粗大板條馬氏體、殘余奧氏體和骨骼狀的δ-鐵素體。
對(duì)于多層焊,后一層焊接熱輸入會(huì)使得前一層焊縫性能得到改善,因而填充層組織較為均勻,具有更好的性能。
隨著焊接熱輸入的增加,打底層焊縫中柱狀晶粒尺寸增大,沒(méi)有δ-鐵素體出現(xiàn);填充層中δ-鐵素體的形態(tài)由長(zhǎng)而連續(xù)的板條轉(zhuǎn)變?yōu)槎潭鴶嗬m(xù)的板條;蓋面層中的δ-鐵素體含量減小,δ-鐵素體骨骼狀網(wǎng)格密度降低。
隨著熱輸入的增加,多層焊縫的硬度降低,拉伸強(qiáng)度值呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。
[推薦]冷作模具鋼各項(xiàng)性能
(6)抗沖擊冷作模具鋼(包括4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、60Si2Mn、5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV、9SiCr)該組鋼為中碳低合金鋼,該類(lèi)鋼還可以細(xì)分為硅錳鋼60Si2Mn,鉻鎢硅系耐沖擊模具鋼4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si,熱作模具鋼5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV。
其基本特性是抗沖擊疲勞的能力極佳,耐磨性和抗壓強(qiáng)度較低,是各種沖剪工具、精壓模、冷鐓模的基本材料。
硅錳鋼60Si2Mn為產(chǎn)普及型彈簧鋼,可用于內(nèi)六角螺釘冷鐓沖頭、硬質(zhì)合金凹模預(yù)應(yīng)力套,其硬度為48~52HRC,以及其他小型沖頭。
鉻鎢硅系而沖擊模具鋼是世界上各國(guó)廣泛應(yīng)用、性能良好的冷、熱模通用鋼種,具有強(qiáng)韌性高、耐磨性優(yōu)良、對(duì)等溫回火適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。
鋼中的鉻與硅可保證淬透性、抗疲勞強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度,鎢元素可細(xì)化晶粒及保證淬透性。
5CrNiMo、5CrMnMo原本屬于高韌性熱作模具鋼,由于其淬透性好、淬硬性高,在低溫回火或等溫淬火狀態(tài)具有良好的強(qiáng)韌性,特別是低的缺口敏感性,國(guó)內(nèi)、外均有應(yīng)用于承載條件苛刻、易于脆斷的重載冷作模具,只是耐磨性較低而已。
5SiMnMoV鋼主要用于厚鋼板用沖剪工具及重載沖載模,如包括厚度超過(guò)20mm的鋼板用直剪刀,及厚度超過(guò)6mm的鋼板用圓盤(pán)剪刀,以及大、中規(guī)格圓鋼、型鋼下料剪刀,中厚板沖裁模和精壓模等。
(7)低合金空淬冷作模具鋼該類(lèi)鋼要求具有良好的淬透性,熱處理變形小,強(qiáng)韌性好,并且有一定的耐磨性能,是可以減小模具零件淬火變形和開(kāi)裂的低合金空淬微變形鋼。
我國(guó)的GD鋼,經(jīng)900℃淬火和200℃回火后,鋼的組織中能保持一定量的殘余奧氏體,具有較好的強(qiáng)韌性和尺寸穩(wěn)定性,可用于制作易崩刃斷裂的冷沖模具,有較高的使用壽命。
這類(lèi)火焰淬火鋼在模具加工完后,可以通過(guò)采用氧乙炔噴槍或其他加熱器,對(duì)模具的刃部或其他部分進(jìn)行加熱后空冷淬火,一般淬火后可以直接使用。
該類(lèi)鋼代表性的鋼種是7CrSiMnMoV,具有良好的淬透性,在φ80mm的鋼材經(jīng)油中淬火時(shí),距表面30mm處的硬度可高達(dá)60HRC,心部與表面硬度差值為3HRC,火焰淬火時(shí),經(jīng)180~200℃預(yù)熱。
用噴槍加熱至900~1000℃淬火,硬度可達(dá)到≥60HRC,可得到≥1.5mm的淬硬層。
該類(lèi)鋼代表性的鋼種是低V含量的日本DC53鋼和高V含量的CRU-WEAR鋼。
DC53鋼經(jīng)過(guò)回火后使用,其韌性比D2高出1倍,抗疲勞性能比D2高出20%;CRU-WEAR鋼經(jīng)鍛軋后,退火后硬度達(dá)到225~255HBS,淬火后硬度可達(dá)到63HRC,在480~570℃回火時(shí),具有明顯的二次硬化效應(yīng),鋼的耐磨性、韌性均優(yōu)于D2鋼。
(10)基體鋼高速鋼以其優(yōu)良的耐磨性和紅硬性,在國(guó)外已經(jīng)廣泛地用于制造高性能、高壽命的冷作模具,如日本通用標(biāo)準(zhǔn)的高速鋼SKH51(W6Mo5Cr4V2)等。
為了適應(yīng)模具的要求,往往通過(guò)降低淬火溫度、淬火硬度或降低高速鋼中的含碳量,以提高其韌性。
供應(yīng)上鋼五廠CR12冷作模具鋼
是應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼,具有高強(qiáng)度、較好的淬透性和良好的耐磨性,但沖擊韌性差。
主要用作承受沖擊負(fù)荷較小,要求高耐磨的冷沖模及沖頭、冷切剪刀、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺紋滾模等。
那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于鑄造冷作模具鋼焊接接頭組織和性能研究的介紹了,[推薦]冷作模具鋼各項(xiàng)性能是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)?lái)幫助。

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