國產(chǎn)模具鋼材DC53(Cr8Mo2SiV)工藝研究
國產(chǎn)模具鋼材DC53(Cr8Mo2SiV)系高碳中鉻型冷作模具鋼，是在SKDl1高碳高鉻萊氏體冷作模具鋼基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)的新型工具鋼，其特點(diǎn)是通過減少碳、鉻含量來抑制萊氏體共晶的形成，使M₇C₃碳化物微細(xì)均勻少量析出，提高塑韌性，獲得優(yōu)良的塑性一韌性配合。該鋼為含有少量過剩一次碳化物的馬氏體鋼類型，同時(shí)該鋼提高了Mo的含量，經(jīng)高溫回火后可以得到比SKD11更高的硬度和強(qiáng)韌性。
DC53(Cr8Mo2SiV)模具鋼具有類似軸承鋼的“紅送裂”特性(即當(dāng)紅送傳擱時(shí)間短，鋼錠溫度較高，在奧氏體區(qū)域下限溫度范圍約900℃～700℃時(shí)，軋制中出現(xiàn)沿晶網(wǎng)狀裂紋的現(xiàn)象)。由于紅送傳擱時(shí)問短，鋼錠溫度較高，使凝固后的粗晶奧氏體沒有轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，失去了在隨后加熱中重結(jié)晶細(xì)化晶粒提高塑性的機(jī)會(huì)，造成軋制加熱后表現(xiàn)為嚴(yán)重過熱甚至過燒的特征，即發(fā)生了組織遺傳，所以紅送傳擱時(shí)間增加l～2 h時(shí)，并嚴(yán)格控制在1h之內(nèi)，一定程度上抑制了“紅送裂”特性。從鋼種特點(diǎn)看，該鋼與Cr12型萊氏體鋼不同，鋼中沒有明顯的共晶碳化物網(wǎng)絡(luò)，屬于高碳馬氏體型鋼，鋼中阻礙晶粒長大的難熔碳化物少，鑄態(tài)晶粒比Cr12型萊氏體鋼粗大，過熱敏感性傾向相對(duì)較為嚴(yán)重，受加熱坑的受熱條件和火焰位置的影響，相對(duì)容易發(fā)生鋼錠局部過熱。實(shí)踐證明，加入適量元素進(jìn)行微合金化處理，能夠有效地抑制過熱敏感性。加熱坑的受熱條件和火焰位置與室式爐相比要差一些，所以該鋼加熱時(shí)需要特別注意控制火焰，避免過熱問題的發(fā)生。
雖然DC53(Cr8Mo2SiV)模具鋼有較高的硬度，但其塑性、韌性卻是非常好的。鋼錠初軋開坯出現(xiàn)掉帽口、斷裂、邊裂、角裂等現(xiàn)象是熱塑性差的具體表現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)從鋼錠熱塑性和加熱制度上去分析。首先，加入適量的合金元素Re，可以有效改善DC53(Cr8Mo2SiV)高溫塑性，Re元素還可以固定鋼中的O、S，凈化晶界，而Re也是強(qiáng)脫氧劑，所以必須考慮到用量，用量過多很容易造成氧化物及硫化物夾雜超標(biāo)，由此加入量只能逐次增加，事實(shí)證明，加入適量Re元素可以顯著改善DC53(Cr8Mo2SiV)鋼的熱塑性，而對(duì)其非金屬夾雜物基本沒有影響.其次，在加熱制度上，加熱工藝必須合理。由軋制理論知：鋼錠陰陽面很明顯時(shí)，表明低溫段保溫時(shí)間不足或均熱效果不好，變形抗力定然偏大，軋制困難，即使鋼錠在高溫段延長半小時(shí)保溫時(shí)間，也只能保證表面溫度，中心和表面之間溫差仍然較大，可能導(dǎo)致鋼錠出現(xiàn)掉帽口、斷裂等現(xiàn)象；高溫段溫度不能太高，且保溫時(shí)間不能過長，否則容易引起過熱過燒，而低溫段升溫速度偏快，會(huì)造成鋼錠中心和表面之間溫差過大產(chǎn)生內(nèi)裂，最終可能導(dǎo)致穿孔；鋼錠溫度若沒能達(dá)到或接近最佳熱塑性區(qū)溫度，在軋制過程中往往表現(xiàn)出軋制抗力大、掉帽口、斷裂、角裂等塑性差的跡象.
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