【導(dǎo)讀】鑒于目前該鋼經(jīng)常規(guī)熱處理工藝后熱疲勞性能較差，容易失效的現(xiàn)狀，有。必要對3Cr2W8V鋼的熱處理工藝進(jìn)行研究和改善。運(yùn)用力學(xué)性能測試、顯微組織結(jié)構(gòu)分析、X射線衍射分析等方法,就。合金成分、不同熱處理工藝對3Cr2W8V鋼的組織和力學(xué)性能的影響進(jìn)行系統(tǒng)研究，結(jié)果表明：3Cr2W8V預(yù)處理工藝可以。據(jù)回火溫度的不同，硬度區(qū)間在52-60HRC區(qū)間內(nèi)變化。

　　

【正文】 以發(fā)現(xiàn)，馬氏體含量增加，殘余奧氏體和碳化物含量均減少，我們可以推斷出，在 1100℃ 時(shí)， 3Cr2W8V 中 的碳化物完全溶解，在冷卻過程中大量 奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 (4)由衍射圖 可以知道，經(jīng)過 1200℃ 淬火后，組織為馬氏體、殘余奧氏體和碳化物，與 1100℃ 淬火比較，馬氏體和碳化物含量均減少，殘余奧氏體含量有所增加，分析可知，由于淬火溫度的升高，馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)進(jìn)一步下降，因此增加了殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的難度，所以出現(xiàn)了馬氏體和碳化物含量均減少，殘余奧氏體含量有所增加的情況。 (5)由衍射圖 可以知道，經(jīng)過 550℃ 回火后，組織為馬氏體和碳化物，可見在 550℃ 回火冷卻過程中，組織中的殘余奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變 為馬氏體。 第 30 頁 共 37 頁 (6)由衍射圖 可以知道，經(jīng)過 600℃ 回火后，組織為馬氏體、殘余奧氏體和碳化物，與上圖比較，出現(xiàn)極少量殘余奧氏體，碳化物含量略有增加，馬氏體較上圖含量下降，可見馬氏體在 600℃ 時(shí)開始分解。 (7)由衍射圖 可以知道，經(jīng)過 650℃ 回火后，組織為馬氏體、殘余奧氏體和碳化物，與上圖比較，馬氏體含量略微減少， 殘余奧氏體 含量變化不大，碳化物含量稍有增加，可知是馬氏體分解所導(dǎo)致。 合金元素對 3Cr2W8V 影響 鉻的影響 (1)鉻為碳化物形成元素。它能提高鋼的 Ac1，降低 Ac3 阻止晶粒長 大，增加鋼的淬透性，降低鋼的臨界冷卻溫度。因而，使鋼在熱處理時(shí)，退火，正火，淬火的加熱溫度都有所提高。并使它在油中便能淬硬，但它降低了鋼的馬氏體點(diǎn)，因而增加了鋼的殘余奧氏體量。 (2)使鋼的奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域變?yōu)?700500℃ 和 400250℃ 。 (3)提高了鋼的硬度和強(qiáng)度。 鎢的影響 (1)鎢是強(qiáng)烈地形成碳化物的元素，并使鋼的紅硬性增加。 (2)鎢能使 Ac1 和 Ac3 上升，并能阻止晶粒長大，因而有效地提高了鋼在熱處理時(shí)退火、正火、淬火的加熱溫度。 (3)降低臨界冷卻速度，并使鋼的淬透性大大增加，因而含鎢量高 的鋼能在空氣中淬硬。 (4)使奧氏體在 500400℃ 最不穩(wěn)定，同時(shí)降低馬氏體點(diǎn)，但增加殘余奧氏體量不多。 (5)有阻止回火脆性發(fā)生的作用和提高鋼的硬度與強(qiáng)度。 釩的影響 (1)釩是碳化物形成元素，并能使鐵素體硬度增加。 (2)升高 Ac1 和 Ac3 點(diǎn)，使鋼的過熱敏感性顯著減少，從而使鋼的退火、正火、淬火的加熱溫度提高。 (3)使鋼的奧氏體穩(wěn)定性增加，降低臨界冷卻速度，增加鋼的淬透性。 (4)奧氏體最不穩(wěn)定的區(qū)域在 700500℃ ，并降低馬氏體點(diǎn)增加殘余奧氏體數(shù)量。 第 31 頁 共 37 頁 (5)能增加鋼的回火穩(wěn)定性和提高鋼的硬度和 強(qiáng)度。 8 與相關(guān)熱處理進(jìn)行比較 相關(guān)工藝 (1) 預(yù)處理采用快速退火：試樣在 890℃ 保溫 10min，取出空冷至 550℃ 立刻放入760℃ 爐中保溫 60min，取出空冷。 最終熱處理：淬火選擇最佳溫度 1100℃ ，回火選擇 600℃ 。 表 3Cr2W8V 鋼快速球化退火硬度 鋼號(hào) 等溫球化退火 /℃ HRC 平均值 3Cr2W8V 第一步 890 14 15 13 14 14 第二步 760 表 3Cr2W8V 鋼淬火硬度 鋼號(hào) 淬火 /℃ HRC 平均值 3Cr2W8V 1100 65 表 3Cr2W8V 鋼回火硬度 鋼號(hào) 回火 /℃ HRC 平均值 3Cr2W8V 600 57 57 退火工藝硬度比較圖051015201 2 3 4采集點(diǎn)硬度系列1系列2 圖 （系列 1 為快速球化退火系列 2 為本實(shí)驗(yàn)預(yù)處理） 第 32 頁 共 37 頁 1 1 0 0 度淬火硬度比較圖6162636465661 2 3 4采集點(diǎn)硬度系列1系列2 圖 （系列 1 為快速球化退火系列 2 為本實(shí)驗(yàn)預(yù)處理） 6 0 0 度回火硬度比較圖5354555657581 2 3 4采集點(diǎn)硬度系列1系列2 圖 （系列 1 為快速球化退火系列 2 為本實(shí)驗(yàn)預(yù)處理） (1)由上表 給出的快速球化退火硬 度我們不難看出，經(jīng)過快速球化退火工藝處理的 3Cr2W8V 鋼的硬度基本上在 14HRC 附近波動(dòng)，高于等溫球化 退火工藝所得到的硬度，通過圖 我們也能直觀的發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)，因而就硬度而言，快速球化退火能夠得到高于等溫球化退火的組織，并且節(jié)約了大量時(shí)間。 (2)由上表 知道，在快速球化退火的基礎(chǔ)上，采用 1100℃ 淬火，得到的平均硬度為 ,與等溫球化退火工藝比較，硬度略高，通過圖 ，我們可以發(fā)現(xiàn)，所采集的點(diǎn)基本上均高于等溫球化退火工藝的硬度，因此經(jīng)過快速球化退火工藝處理的 3Cr2W8V 鋼在淬火時(shí)也有良好的表現(xiàn)。 (3)由上表 知道，在快速球化退火工藝基礎(chǔ)上，進(jìn)行 600℃ 的回火，回火后的平均硬度 為 ，與等溫球化工藝處理的 3Cr2W8V 鋼比較，硬度仍然高于等溫球化工藝， 通過圖 可知， 在回火時(shí)，快速球化退火也是優(yōu)勢明顯。 相關(guān)工藝 (2)在本實(shí)驗(yàn)工藝的基礎(chǔ)上對試樣進(jìn)行二次回火 。 第 33 頁 共 37 頁 圖 550℃ 二次 回火 500X 圖 600℃ 二次 回火 500X 圖 650℃ 二次 回火 500X 表 3Cr2W8V 鋼 二次 回火硬度 鋼號(hào) 二次 回火 HRC 平均值 3Cr2W8V 550 58 56 56 58 57 600 53 53 650 46 46 47 第 34 頁 共 37 頁 圖 二次回火硬度趨勢圖 表 給出的 550℃ 、 600℃ 、 650℃ 給出了二次回火后的硬度值，我們與一次回火比較不難得出如下結(jié)論，二次回火的 3Cr2W8V 鋼的硬度低于一次回火工藝硬度，參照圖 ，我們能夠看出，隨著回火溫度的升高，硬度值呈下降趨勢，究其原因，需要結(jié)合金相圖 、 、 ，進(jìn)行分析，觀察三個(gè)金相圖，可以看出，隨著溫度的升高，析出的碳化物愈來愈多，這就說明，在二次回火過程中，馬氏體仍然在分解，這也就導(dǎo)致了硬度的下降。 9 結(jié)論 (1)3Cr2W8V 是一種常用的熱作模具鋼，采用 1100℃ 淬火使合金碳化物充分溶解，保證了模 具具有高硬度和紅硬性，鋼中含有較多碳化物形成元素 ,且鉻、鎢均能提高臨界點(diǎn)和回火穩(wěn)定性 ,因而具有較高的抗熱疲勞性和高溫機(jī)械性能。 (2)對 3Cr2W8V 鋼采用快速預(yù)冷退火工藝，通過快速預(yù)冷增加過冷度，可以提高球化速度。經(jīng)快速預(yù)冷退火處理的 3Cr2W8V 鋼，淬火后組織中碳化物顆粒分布也更加細(xì)小均勻，淬火硬度也要高于采用傳統(tǒng)退火工藝處理后的淬火硬度。 (3)鉻為碳化物形成元素。增加鋼的淬透性，降低鋼的臨界冷卻溫度。并使它在油中便能淬硬。鎢是強(qiáng)烈地形成碳化物的元素，并使鋼的紅硬性增加。能阻止晶粒長大，因而有效地提 高了鋼在熱處理時(shí)退火、正火、淬火的加熱溫度。有阻止回火脆性發(fā)生的作用和提高鋼的硬度與強(qiáng)度。釩是碳化物形成元素，并能使鐵素體硬度增加。使鋼的過熱敏感性顯著減少，從而使鋼的退火、正火、淬火的加熱溫度提高。能增加鋼的回火穩(wěn)定性和提高鋼的硬度和強(qiáng)度。 (4)經(jīng)過等溫球化退火工藝處理的 3Cr2W8V 組織為點(diǎn)狀珠光體和少量碳化物。在隨后的淬火過程，組織主要為馬氏體，在 1100℃ 淬火，硬度達(dá)到最大值。在回火過程中，組織隨著回火溫度的逐漸升高而發(fā)生變化，硬度隨之下降。 (5)在滿足機(jī)械性能要求的前提下，本著節(jié)約時(shí)間和資源的 目的， 3Cr2W8V 預(yù)處理工藝可以采用快速球化退火，淬火采用 1100℃ 較為合適，至于回火的工藝制定，則需要根據(jù)具體的硬度要求等機(jī)械性能做出相應(yīng)的調(diào)整。 第 35 頁 共 37 頁 參考文獻(xiàn) [1]丁潔，姜超，陳林 . 國內(nèi)外模具鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展 [J].山西冶金， 2020， 29（ 2） :710 [2]馬黨參， 陳再枝 . 國內(nèi)外模具鋼的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [D]. 第十一屆中國國際模展先進(jìn)模具制造技術(shù)研討會(huì)論文集 :916 [3]潘金芝，任瑞銘，戚正風(fēng) . 國內(nèi)外模具鋼發(fā)展現(xiàn)狀 [J]. 金屬熱處理 ， 2020，33(8) :1015 [4]吳承 建，陳國良，強(qiáng)文江 .工具鋼 [J].金屬材料學(xué)， 2020:114130 [5]張洪奎，徐明華 . 淺析我國模具鋼的發(fā)展空間 [J]. 熱處理， 2020， 23(5) :715 [6]于影霞，何柏林，李力 . 國內(nèi)外模具材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J]. 熱加工工藝，2020， 38(2) :4548 [7]崔崑 .中國模具鋼現(xiàn)狀及發(fā)展 [J]. 機(jī)械工程材料， 2020， 25(1) :15 [8]K. 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