退火工艺对D2钢组织与性能的影响.pdf

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1、第４０卷第１期Ｖｏｌ畅４０Ｎｏ畅１２０１５年１月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪａｎｕａｒｙ２０１５退火工艺对D2钢组织与性能的影响李念，袁泽喜，江鑫，李平生（武汉科技大学材料与冶金学院，湖北武汉４３００８１）摘要：研究了不同球化温度、不同等温时间下，预冷球化退火以及常规球化退火后Ｄ２钢的组织性能变化，并对其组织中合金元素分布进行了分析。结果表明：预冷球化退火在显著缩短球化退火时间的前提下，保证了退火工艺对组织性能及碳化物球化程度的要求；最优的预冷球化退火工艺为试样在８６０℃保温１５ｍｉｎ，水冷至４００℃，立即在７３０℃保温６０～９０ｍｉｎ，最后出炉空冷。关键词

2、：Ｄ２钢；预冷球化退火；碳化物；组织；性能中图分类号：TG162．6文献标志码：A文章编号：0254-6051（2015）01-0124-04InfluenceofannealingprocessonmicrostructureandpropertiesofD2steelＬｉＮｉａｎ，ＹｕａｎＺｅｘｉ，ＪｉａｎｇＸｉｎ，ＬｉＰｉｎｇｓｈｅｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）Abs

3、tract：ＣｈａｎｇｅｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＤ２ｓｔｅｅｌｗａｓｒｅａｓｅａｒｃｈｅｄａｆｔｅｒｐｒｅ-ｃｏｏｌｉｎｇｓｐｈｅｒｏｉｄｉｚｉｎｇａｎｎｅａｌｉｎｇａｎｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｐｈｅｒｏｉｄｉｚｉｎｇａｎｎｅａｌｉｎｇｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｈｅｒｏｉｄｉｚｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｔｉｍｅ，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅａｎｎｅａｌｉｎｇｔｉｍｅｓｈｏｒｔｉｎｇｏ

4、ｂｖｉｏｕｓｌｙ，ｔｈｅｐｒｅ-ｃｏｏｌｉｎｇｓｐｈｅｒｏｉｄｉｚｉｎｇａｎｎｅａｌｉｎｇｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｃａｒｂｉｄｅｓｐｈｅｒｅｉｄｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｂｅｓｔｐｒｅ-ｃｏｏｌｉｎｇｓｐｈｅｒｏｉｄｉｚｉｎｇａｎｎｅａｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｔｈａｔ：ｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｓｔａｙａｔ８６０℃ｆｏｒ１５ｍｉｎ，ａｎｄｔｈｅｎｗａｔｅｒｃｏｏｌｉｎｇｔｏ４００℃，ａｎｄｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙｓｔａｙａｔ７３０℃ｆｏｒ９０ｍｉｎａｎｄｆｉｎａｌａｉｒｃｏｏｌｉｎｇ．Keywords：Ｄ２ｓｔ

5、ｅｅｌ；ｐｒｅ-ｃｏｏｌｉｎｇｓｐｈｅｒｏｉｄｉｚｉｎｇａｎｎｅａｌｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃａｒｂｉｄｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｐｒｏｐｅｒｔｙＤ２钢是一种高碳高铬莱氏体型冷作模具钢，其特含量与Ｄ２（Ｃｒ１２ＭｏＶＣｏ）钢设计含量有较大不同，最明点是含碳量高、合金元素多，钢中存在大量的碳化物，显的是Ｓｉ含量高，达到１．１％，还加入了一定量的合金脆性大，变形抗力大，锻造温度范围较窄，脱碳倾向元素Ｗ，同时Ｃｒ含量有所降低。Ｃｒ含量降低的作用［１］大；具有高硬度、高耐磨性、良好韧性及优良的抗变是减少Ｃｒ的粗大共晶碳化物；Ｓｉ的作用是强化基体，形性能。由于该钢中存在大量

6、的碳化物，且偏析严重，弥补碳化物的不足；Ｗ的作用是提高试验钢的热稳因此不同的热处理工艺对钢的性能有很大的影响。通定性。常采用球化退火工艺作为预备热处理，以获得细小、均表1试验D2钢的化学成分（质量分数，％）匀的球状碳化物，并降低硬度，改善切削性能，为后续Table1Chemicalcompositionofthetested［２-３］淬火处理作准备。而常规球化退火工艺很难获得D2steel（massfraction，％）小粒度、分布均匀的碳化物组织，且周期长、耗能多、效材料ＣＳｉＭｎＣｒＭｏＶＮｉＣｏＳＰＷ设计１．３～０．５～０．４～１１～１．０～０．８～０．３～０．４～≤

7、≤率低，只有通过后续高温淬火加高温回火工艺改善组［４］含量１．４０．７０．５１３１．２１．００．５０．５０．０２０．０３织中碳化物的形态、大小及分布，但是这种工艺又实测会带来工件氧化、脱碳、开裂等问题。１．３７１．１０．３７１０．９８０．８０．８１０．３６０．３２０．０１８０．０２１０．３３含量因此，本文通过对比研究预冷球化退火工艺与常规球化退火工艺，分析不同热处理条件下，Ｄ２钢的组将棒材线切割加工成１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ的织性能变化。小试样若干，采用实验室马弗炉进行球化退火试验。对于Ｄ２型冷作模具钢的奥氏体