《热处理工艺对3CR2W8V钢热疲劳性能的影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热处理工艺对3CR2W8V钢热疲劳性能的影响（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Ab S t I 8 C tThe rmalfa t 1 g u eP roperty o f 3 C r2W8 VPro c e s s e db yc o n ven t i o n alh eat 讹a t m ent i sq ui tePO0 r ， w h l c h l e ads tod a m a g e . Thi s wo rkadoPt ed i s o t b e n n a 】 s P h e ro i d 讼飞 a n n e al i ng，q u e n c h i n gh ot i sothen n alt e m per a tu r ei s 7 3
2、0 ， hol di n gt une i s 4h o ur; q u enc hi ng t e m pe件 由 灯 ei s1 1 5 0 ，C， h o l d i ng t i m e i s 3 0min ; te m per te m pe r a 加 r e i s 6 3 0 ，C， h o l d ing t 诵e i s Z h o urfand栩 i Ce at i me刀l e i 胡u e n c e s o f trea l m e n tsl i ke 印h e r o i d i z i n g a n n e a l i llg， q u e n c h i
3、 ng andte m peri n g ，o nth em i cro st ruc t u r e s o f 3 C r2 W8 Vi s s tu d i ed by util i z i n gthe 0 M， 阴do t h e r m o d e mteChno l o g i e sl i ke S E M，花 M，etC .T h ere s u l ts s h owt hat ，i sot h e rma 】s P h e rOl d 叼n gann eali ng s h o ul dbe cho se nas the p r e l 此 at m ent 州or to
4、 c o O v enti o na lann ealin gt e m pera t ure ， wh i c hm a k e sth epearl i te sm u ch m o r esPh e roi d i zedand uni fo rm.T b e q ue nching hOt i s i n favo r o f i m P r o v i ngthe a l l o y i ng de gr e e inm a rt e ns i te s ， an d del ayth e卿ersi o n and recry 引 a l l i 乙 al i o n P ro ce
5、 s s inquen c h edst ee l ， w h i 比i m P r o v e s the t 曰 m pe n ng砌b i l i tyins t e e 】 ， but too hi gh q uen 南飞 加 m p e ra to r e 蔽l l l e a dtoover-d i s so l u ti o n o f c 肚 b i de s ， 即 dgr o w . 叩 of gr a i ns. T h et e m P e ri ng s ta b 1 li ty isquite weUin m a 1 e ri ai sq u e n c h e d
6、 athi gh to m perature， as a re s u l 仁it i s s u i tabl e touse h i gh一m P e ri n g t om ak em a rt e nsi t ed eco mpos ed to s m al l o rt llo g o n a l e xPerim e n t desi gn; H e at 饥at m e n t :The rm a l fati gUe P ro P e rty声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知， 在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究
7、成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名 板7 月; 阳学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、 借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名 械了 呵年角 相硕 卜 论 文热处理工艺对3CrZ，8V 钢热疲劳性能的影响第一章 绪论1 . 1引言随着制造业中汽车、 摩托车以及家电产品的飞速发展， 同时为了降低产品生产成本， 提高生产效率
8、和材料利用率， 制造工业广泛地采用各种先进的无切削、少切削工艺，如用精密冲压、精密锻造、 压力铸造、冷挤压、 热挤压等新工艺技术， 代替传统的切削加工工艺， 模具已成为现代工业生产的主要成形工具， 因此， 模具需求量猛增. 目 前， 家用电 器约 8 0 %左右的 零部件依靠模具 加工: 机电 工业约 7 0 %的零 部件采用 模具成形; 塑料制品、 陶瓷制品、 橡胶制品、 建 材产品、 耐火 材料制品大部 分也采用模具成形. 一种中 型载重的 汽车改型， 即需要 模具4 0 0 0 多套， 重达2 0 0 0 多 吨; 生产一种型号的照相机需要 5 00 多套模具。 在不少行业中， 模具费用
9、已经在产品生产成本中占1 5 % 3 0 %. 因此各工业发达国 家都十分重视对模具品种的开发，质量的改 进，加工精度的提高和制造周期的缩短。 近十年来， 我国的模具工业以每年 15% 左右的增长速度快速发展。模具工业的迅猛发展， 极大地促进了 我国 模具钢的生产和技术进步。 国内 不少钢厂通过引进先进的生产设备和技术， 己具备生产高质量模具钢的条件， 模具钢的品种、质量有了较大的发展和提高，有些品种质量已达到国际先进水平。但由于存在品种、 规格不全， 高质量档次产品少以 及质量性能不够稳定等 方面原因， 国 产模具钢还不能完全满 足模具 工业发 展的需要。 尤其是工作条 件恶劣的压铸模以 及
10、大型、 复杂、 精密模具， 国 产模具 钢与国外同 类进口 产品存在较大差距， 不能完全满足市场需求. 据有 关资 料介绍 川 ，日 本 铝合金压 铸模的平均使用寿 命在 11 万次左右，而我国铝合金压铸模的平均使用寿命只有 6万次。由于压铸模制造周期长且制造费用占产品成本的20%， 因此， 如何 延长压铸模使 用寿命， 降低铸件单件成本， 满足大批量生 产要求已成为一个重要的工程研究课题。I J 国内 外热作模具钢的发 展1 .2 J 国内 外热作模具钢现状近年来， 随 着铝 及其合金的 大量使用， 作为铝 合金压铸技术的重 要装备之一 热作模具得到了前所未有的重视。铝合金压铸技术是一种少而
11、无切削的特种铸造工艺， 材料利用率高， 可以 用较低的成本、 较快的 速度和较高的精度， 压铸出 形状复杂、 表面质量较好的零件， 在汽车、 机电 、 仪器仪表和轻工等行业的应用日 益广 泛， 因此，现代工业对压铸模具的要求越来 越高。铝合金的压铸生产是一种动 态热力学过程， 液态铝金属在高压作用下注入型腔并硕 士 论文热处理工艺对 3crZWSV 钢热疲劳性能的影响凝固 冷却。 被压铸零件具 有尺寸 精度高 、 表面光洁、 强度和硬度高等特点， 一般不需 要 机械加工或稍经加工便可使用121 。 在铝 合金压铸生产中， 模具使用寿命的高 低， 直接影响着生产率及生产成本。铝合金压铸模的工作温
12、度可以高至 7 50，型腔壁所承受的铝液的压射速度达到 60 米砂 ，压力达到 10O MPa，同时还要经受高温铝液的反复热冲击与熔损。因此，热作模具要求钢在模具工作温度下具有良好的强度、硬度、 耐 磨性、 抗冷热疲劳性能 等， 适合于压铸的热作 模具钢牌号众多， 总体来说， 可分为 铬系、铬钨系和铬铝系等13 月 。早期我国常用的热作模具钢主要有 S C rMl lM。 、S C rNI M。 ， 这类钢有较好的淬透性和冲击韧性， 但红硬性和热强性不高，一般用于服 役温度不高而冲击载荷较大的模具，如 热锻模。C r W型的 代表钢 种是3 C rZ WS v钢， 于2 0 世纪30年代开始在
13、工业上使用， 是一 种应用最广的高热强性的 热模钢， 被广泛 用作热挤压 模和 C u ， AI 合金压铸模。 这 种钢热稳定性高， 使用温度可达6 50， 但其导热性低， 冷热疲劳 性能 差，己 逐渐 有被铬铝系热作模具钢代替的趋势16 。 近几十年来， 国外开发了 一系列的新 型热作 模具 钢， 具有代表性的是瑞典的 8 4 07 ， Q R 0 90 和D IE V A R 钢。 8 4 07 的 理论 成分与H 13、 4 C r5 Mosi vl 基本相同， 属于铬相型， 但其 冶炼工艺更为 精细、 先进， 尤其是硫含量降得很 低， 其组织均匀、 纯净度高， 钢材的纵横向性能 一致，
14、 所以组织、 性能十分优良 : 8 4 07钢在中 温( 3 005 00 ) 工作 具有较 高的红硬性及耐热疲劳性，其热处理性能也非常好，表现为淬火的临界冷却速度小，容易在真空 气淬炉中 淬硬， 淬硬时 尺寸 稳定性好. Q R 0 90 钢的大致成分 相当 于中国 的4 C r3M oZV， 它是瑞典钢铁公司特别为高温工作的模具设计的专利合金钢. 其红硬性比H 13更好， 在600 工作时的硬度仍可 保持在50H Rc ， 这时Q R 0 90 的韧 性更加 出色 Ivl 。 D IEvAR是 U D D E H O L M 最新推出的热 作模具钢，碳含量稍 低于 8407 和Q R 0
15、90， 铝含量显著高于8 4 0 7 ， 与Q R 0 90相当 ， 铝容易形成稳定的 碳化物， 即使在 较高的 温度下也不易分解和聚集长大， 因 此提高了钢材的热稳定性。 在 相同 硬度的条 件下， D IE VA R比840 7 具有更高的韧性和延 展性，因此在使用 过程中 热疲劳 性能优于 8 4 0 7 。 作为一种新型的热作模具 钢， D IEV A R钢具有各向同 性的高延 展性， 高的热屈服强度、 高的抗氧化性能， 非常好的淬透性以及 良 好的导热性， 其优良的性能是 今后 热作 模具钢发 展的方向 181。 在我国生产的 热作模具钢中，主要还是 3 C rZ w s v 、S
16、C r M 嵌 M 。 、 S C rNI M 。 。多 年来， 国内 几乎 所有的压铸模均选 用3 C rZ WS V 钢制作， 直 到近 十年才开始逐渐使用 H 1 3( 4 C r 5 M o s i V I )钢来替代 3 C rZ WS V钢， 但由 于 H 1 3钢作为中 耐热性热作模具钢， 其工作温度在4 005 00， 因而无法完全替代3 C rZ ws v 钢作 为高 耐热性热作模具钢使用，目 前 我国3 crZ WS V钢的产量仍然相当 大。1 :2 热作模具钢的性能要求及失效形式热作模具一般在高温下工作且模具表 面经常要承受急冷急热的 温度变化， 工作条硕 t: 论 文热处理工艺对3cr Z w8V钢热疲劳性能的影响件恶劣. 热作 模具的主要失 效形式有: 热疲劳失效、 断裂、热蚀、热磨损等 191 。 据统 计， 6 0ok 以 上的热作模具都因 热疲劳而失 效110 ，l 1 ， 如铝合 金压铸模的常见失效 形式是 热疲劳， 即模具表面因热 疲劳产生的粗、 深、 密的 裂纹， 使铝合金零 件的表面 质量和尺寸精度不能达到要求
