油淬冷作模具钢有一些裂纹敏感性,锻造加热时不宜迅速加热,最好在650-750度进行一次预热,锻造加热温度为1130-1150度,终锻温度应大于800-850度,钢锭锻造时取上限温度。坯料锻造时取下限温度。
一般退火采用780-800度,保温4-6小时,以≤50度/小时,冷却到550度出炉空冷,等温退火采用700-800度保温2-4小时,然后再670-720度保温,保持2-4小时,以≤50度/小时冷速冷却到500度出炉空冷,退火硬度为241-197HB。
对CrWMn钢的复合热处理分为两个步骤,一是预处理,二是淬火+低温回火。
一、淬火与回火:
(a) 常规退火;
(b) 等温球化退火;
(c) 循环球化退火;
(d) 高温固溶+循环球化退火CrWMn钢经不同工艺预处理后,选择组织形态、分布较好的试样,在不同温度条件下进行淬火+低温回火的最终热处理,观察其组织形态与分布,测定硬度变化。
CrWMn钢淬火+回火工艺3试验结果及分析,CrWMn钢经不同预处理工艺处理后的显微组织照片,CrWMn钢经常规退火后的硬度为180~190HB,热处理工艺处理后为180-200HB。
二、CrWMn钢预处理后组织:
(a) 常规退火;
(b)等温球化退火;
(c) 循环球化退火;
(d) 固溶+循环球化退火由图可看出,经常规退火处理后的CrWMn钢组织中碳化物呈片状分布;经810℃等温球化退火处理后,碳化物呈不规则的颗粒状分布在铁素体基体上,分布不均匀;经790℃/680℃3次循环球化退火处理后,颗粒状碳化物尺寸变小,分布较为均匀;经1050℃固溶加790℃/680℃3次循环球化退火处理后,碳化物呈细小颗粒状析出且弥散程度高。
从工艺上看,在获得相同硬度情况下,用790℃/680℃3次循环球化退火,不仅可代替830℃等温球化退火,而且能改善组织中碳化物的形态和分布、缩短球化退火时间,节约能源。这是因为循环球化退火在Ac1(750℃)以上加热保温过程中,片状珠光体中的碳化物从尖角处溶解破断,而在Ar1(710℃)以下保温过程中,在原片状碳化物的平面处析出颗粒状碳化物,从而加速了CrWMn钢球化过程的进行,改善了碳化物的形态和分布。在1050℃高温条件下,CrWMn钢中大量难溶的W、Cr等合金元素的碳化物溶入奥氏体中,经油淬后得到马氏体或下贝氏体组织,在随后进行的790℃/680℃循环球化退火过程中,则会弥散地析出点状的W、Cr的碳化物。
因此,对于一般要求的CrWMn钢,采用790℃/680℃3次循环球化退火工艺,既可满足组织和硬度的要求,又能提高生产率,降低能耗;而对要求较高的可选用1050℃高温固溶加790℃/680℃3次循环球化退火的预处理工艺。
三、CrWMn钢不同温度淬火+低温回火后组织:
(a) 790℃淬火+200℃回火;(b) 830℃淬火+200℃回火;(c) 870℃淬火+200℃回火;(d) 900℃淬火+200℃回火。
四、结论:
(1) 对CrWMn钢采用790℃/680℃ 3次循环球化替代常规退火、等温球化退火,不仅可以改善其组织状态和性能,而且还可以提高热处理生产率,降低能耗。
(2) 1050℃固溶加790℃/680℃ 3次循环球化退火,可进一步改善CrWMn钢的组织状态分布,提高其性能。
(3) 经1050℃固溶加790℃/680℃ 3次循环球化退火处理后,再经830℃油淬200℃回火处理,CrWMn钢组织。