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高合金模具钢Cr12MoV、Cr12采取何种热处理工艺获得理想的硬度

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2018-05-26 15:05:00

Cr12MoV、Cr12钢属于高碳铬合金模具钢,本身具有较高的淬透性、回火稳定性、一定的韧性和尺寸稳定性,即使体积较大的模具仍可获得要求的硬度等。随着淬火温度的升高,钢中奥氏体的含铬量和含碳量增加,因此硬度呈上升的趋势,其淬火范围一般在980~1060℃,通常而言,钢淬火加热时奥氏体的含铬量决定了加热温度,淬火钢中除了马氏体和残余奥氏体外,还有12%以上的过剩碳化物存在,高硬度碳化物M7C3的存在,提高了钢的硬度,确保其具有高的耐磨性等。

Cr12MoV钢经过950~1050℃淬火后的残余奥氏体少些,因此获得了高的硬度,在300℃以下回火时,淬火马氏体分解,析出弥散的碳化物,固溶体中的含碳量减少,硬度呈连续下降的趋势。而在300℃以上的回火过程中,残余奥氏体分解和碳化物的聚集长大,硬度下降。故淬火后需在150~180℃的盐浴中进行低温回火,即可获得高的硬度,又称一次硬化,该钢在1050℃加热淬火,可获得最大的硬度值,在1060℃的晶粒度为8~9级。

Cr12MoV钢进行1130℃的淬火后,有大量的残余奥氏体存在,马氏体少硬度低,达不到硬度要求,需要经过适当的温度回火处理,即在300℃以上的温度回火,使残余奥氏体分解,使硬度升高,在500~520℃范围内时,硬度值达到60~61HRC,即所谓的“二次硬化”。

与此同时,Cr12负适宜的淬火温度为950~980℃,其中在980℃淬火可获得最高的硬度,1100℃淬火晶粒度在9级,因此综合考虑到上述因素后,可以总结出以下规律:随着淬火温度的升高,溶于奥氏体中的铬含量增多,奥氏体的含量升高,淬火后的残余奥氏体增加,马氏体的含量减少,因此硬度降低。

考虑到高铬钢在275~375℃有回火脆性的产生,因此在实际的热处理过程中避开该脆性区,以防冲击韧性急剧下降,无法满足模具的需要的力学性能。表1为Cr12MoC、Cr12钢的热处理工艺与硬度的对比,www.hongchao-dg.cn可以看出根据模具的服役条件,结合具体的失效形式,是能够选择其最合理的热处理工艺的。根据淬火加热温度对硬度和晶粒度的影响,对于要求高的强度和韧性的模具,应采用下限的淬火温度,不要超过最佳的加热温度,进行一次硬化的热处理即可;若采用多次高温回火工艺,则采用二次硬化工艺即可。需要注意的是温度升高,则模具的变形增大,不超过最佳的淬火温度,其淬火后的体积是增加的,否则相反。针对其变形规律,应调整淬火温度来减少变形量,或者控制变形的方向。

表1Cr12MoV、Cr12钢的热处理工艺的比较

材质淬火加热温度/℃冷却介质淬火硬度

(HRC)回火规范回火后硬度(HRC)

温度/℃时间/min次数

Cr1298020~60℃油62~65180~22060~180160~62

108045~50500~520603~459~60

Cr12MoV103062~63160~180161~62

112041~50500~5203~460~61

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