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    原始組織珠光體形貌對工具鋼淬火、回火后性能的影響

    發布者: 發布時間:2016/11/17 10:35:23 閱讀:次 【字體:

       原始組織珠光體形貌對工具鋼淬火、回火后性能的影響

      (1)抗彎強度

      如上所述,原始組織對淬火加熱過程及淬火鋼成分與組織有明顯的影響,這種影響必然會反映在最終熱處理后的各項性能上。例如圖3.7中,Gcrl5鋼淬火井低溫回火后的強度與塑性按其原始組織不同而依以下順序逐漸增加:片狀珠光體i紉片狀珠光體i點狀珠光體i粗球狀珠光體、細球狀珠光體。片狀珠光體淬火、回火后的強度和塑性都很低,并且隨著淬火溫度升高而迅速下降。用這種原始組織的鋼材制造工具顯然是不適宜的。粗球狀珠光體原始組織必須用較高的淬火溫度才能獲得較高的強度,但是它的綜合性能不如紉球狀珠光體和點狀珠光體在較低溫度淬火后的綜合性能,而且粗球狀珠光體淬火、回火后硬度偏低(圖3.5)。

      (2)沖擊韌度

      就碳素工具鋼而言,原始組織為球狀珠光體經淬火后的沖擊韌度高于原始組織為片狀珠光體淬火后的韌度。對低合金工具鋼的研究結果表明,當采用較低的淬火溫度時,不同原始組織淬火后的韌度相差較大,在較高的溫度范圍內,這種差別明顯減小。

      (3)疲勞強度

      表3.3的數據是接觸應力為9印MPa時Gc?t5鋼的疲勞壽命。細球狀珠光體淬火后疲勞壽命優于點狀和紉片狀珠光體,而鉛球狀珠光體最差。若改善細球狀珠光體的均勻性,獲得均勻球狀珠光體,可進一步提高疲勞性能(圖3.8)。

      (4)耐磨性

      Gcfl5鋼淬火后的耐磨性主要決定于硬度,當淬火至相同硬度時,原始組織對Gcrl5鋼耐磨性的影內并不十分明顯.細球狀珠光體鋼淬火后的耐磨性賂好一些。但應指出,要使GcH 5鋼淬火后達到與最高耐磨性相對應的硬度(63。64HKc),細球狀珠光體的原始組織必須采用845霓以上的溫度加熱(圖3.9),這已處于沖擊韌度急劇下降的淬火溫度范圍。對于點狀和細片狀珠光體而言.在較低的淬火溫度下即可達到高硬度和高的耐磨性,具有較好的綜合力學性能。

      (5)淬火工藝性能

      綜上所述,原始組織對淬火工藝性能的影響歸納如下:

      1)紉片狀珠光體原始組織在淬火加熱時滲碳體比較容易溶人奧氏體,因而能獲得較高的淬火硬度和耐磨性。以ccrl5鋼為例,如果以細片狀珠光體為原始組織,則在810。830霓淬火溫度范圍內可獲得良好的綜合力學性能。但是這種原始組織淬火過熱傾向很大,淬火溫度為835記時,在淬火組織中已出現針狀馬氏體,強度、塑性和韌性明顯下降。由此可見,細片狀珠光體的淬火溫度范圍比較窄,而且淬火開裂傾向也比較大。另一方面,細片狀珠光體硬度比較高,切削加工性很差,不僅影響機械加工的生產串,而且在機械加工過程中容易形成效大的內應力,不利于淬火畸變的控制。

      2)點狀珠光體淬火后的性能優于紉片狀珠光體,淬火過熱傾向也比紉片狀珠光體好一些,淬火溫度范圍也比較寬一些。原始組織為點狀珠光體的Gcrl5鋼在800。踞o霓溫度范圍內淬火并低溫回火.可獲得63。64HRC的高硬度和高的耐磨性,并具有良好的綜合力學性能。這種原始組織的缺點是退火態硬度較高,機械加工工藝性能不良。

      3)細球狀珠光體淬火、回火后具有良好的綜合力學性能,尤其是具有高的強度、韌性以及疲勞強度。細球狀珠光體在相當寬的淬火溫度范圍(ccrl5鋼在850 Y)仍能得到隱針狀馬氏體,淬火加熱較易掌握,淬火開裂傾向最小,也就是說具有最好的淬火工藝性能。這種原始組織還具有最好的機械加工工藝性能。但是細球狀珠光體淬火加熱時滲碳體的溶解比點狀和紉片狀珠光體促,因而不易獲得最高的淬火硬度和最高的耐磨性。這種原始組織淬火回火后的硬度與耐磨性遜于點狀與細片狀珠光體。

      4)粗球狀珠光體淬火、回火后的性能最差,淬火溫度范圍狹窄,淬火工藝性能不良。

      從上面的分析可以看出,沒有一種原始組織是十全十美的。相對而言,紉球狀珠光體具有最好的淬火工藝性能和機械加工工藝性能,目前在大多數生產情況下以紉球狀珠光體作為工具鋼預先熱處理后的原始組織。在個別對耐磨性的要求比較突出的情況下,可以考慮用點狀殊光體作為原始組織。片狀珠光體和粗球狀珠光體均不宜采用。

      以上討論均以Gcrl5的試驗數據為依據,使我們對該鋼種的原始組織的影響有比較全面的認識,也有助于加深對預先熱處理工藝的理解。其他低合金鋼也有類似的規律,只是具體的溫度范圍及影響程度有所差別。

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