預(yù)硬型塑料模具鋼包括各種組織:鐵素體-珠光體、貝氏體,碳化物由馬氏體+殘奧聚集(M-A島)所代替的改型貝氏體或非傳統(tǒng)貝氏體。塑料模具鋼一般要求硬度在35~42HRC,這個(gè)硬度正好在中低碳鋼貝氏體硬度范圍之內(nèi),且由于貝氏體鋼在較大界面上性能較均勻,綜合性能較好。因此,貝氏體模具鋼得到越來越廣泛的應(yīng)用。
在連續(xù)冷卻尤其是慢冷速下,由于溫度范圍變化大,顯微組織變化情況更為復(fù)雜。低冷速下組織的轉(zhuǎn)變對(duì)預(yù)硬型塑料模具鋼等厚規(guī)格尺寸鋼材具有更實(shí)際的意義,但對(duì)于冷速≤0.015℃/s的低冷速下貝氏體的轉(zhuǎn)變特征研究較少,淬火處理對(duì)連續(xù)緩慢冷卻條件下貝氏體及珠光體的形成的影響方面的研究更少。因此,科研人員對(duì)較高淬透性模具鋼多次淬火后的組織變化情況及淬火對(duì)奧氏體轉(zhuǎn)變溫度及奧氏體晶粒的影響進(jìn)行了研究。
實(shí)驗(yàn)鋼采用20kg真空感應(yīng)爐冶煉,化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:0.35C,0.29Si,1.50Mn,0.52Ni,2.07Cr,0.21Mo,余為Fe,隨后在1200℃下鍛造成截面100mm×100mm的長(zhǎng)方形坯料,然后將試樣切成Φ6mm×10mm的圓柱形,在高效軋制國(guó)家工程研究中心熱膨脹儀上進(jìn)行熱模擬,分別在900、920、1000℃奧氏體化10min。為保證各組織轉(zhuǎn)變溫度在所需冷卻速率范圍內(nèi),以0.5℃/s冷卻至730℃,然后以不同冷卻速度冷卻至200℃,再以0.5℃/s的冷卻速度冷至室溫。機(jī)械拋光后用4%硝酸酒精溶液侵蝕,為了得到原始奧氏體組織,對(duì)不同保溫溫度下的試樣進(jìn)行蒸餾水飽和苦味酸侵蝕,并對(duì)組織進(jìn)行金相觀察和SEM、TEM觀察。
結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨淬火次數(shù)的增加,奧氏體轉(zhuǎn)變初始溫度變化不大,但是終了溫度逐漸降低。奧氏體化次數(shù)對(duì)隨后的馬氏體轉(zhuǎn)變并沒有多大影響,但對(duì)隨后的貝氏體轉(zhuǎn)變有較大的影響。多次淬火條件下比未淬火時(shí)貝氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍縮小,轉(zhuǎn)變初始溫度降低,組織內(nèi)粒狀貝氏體減少,而較低的轉(zhuǎn)變起始溫度使得轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織更多的體現(xiàn)為板條狀特征。多次淬火未能細(xì)化原始奧氏體組織,但晶粒變得更加均勻。