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模具鋼在購買的時(shí)候，大家會發(fā)現(xiàn)價(jià)格并不統(tǒng)一和固定，有的地方會高一點(diǎn)，而有的則可能要便宜一些，但實(shí)際報(bào)價(jià)還是要看廠家與產(chǎn)品質(zhì)量，畢竟貪小便宜購買到劣質(zhì)模具鋼結(jié)果往往是得不償失的，建議大家在實(shí)際購買的時(shí)候，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)去買，并到專業(yè)而正規(guī)的廠家去購買。本文研究了冶煉工藝、化學(xué)成分、高溫?cái)U(kuò)散工藝、鍛后冷卻控制對1.2344鋼橫向沖擊性能的影響規(guī)律。
1.2344鋼是DIN標(biāo)準(zhǔn)(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))中的熱作模具鋼，其化學(xué)成分與ASTM(美國材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn))中的H13鋼較為接近。
隨著1.2344鋼應(yīng)用的日益廣泛，該鋼的各種性能檢驗(yàn)指標(biāo)也日趨嚴(yán)格。由1.2344鋼衍生的1.2344EFS(EFS為extrafinestructure)鋼要求檢驗(yàn)鋼的顯微組織和橫向沖擊性能。對于國內(nèi)冶金行業(yè)和模具行業(yè)而言，熱作模具鋼的橫向沖擊性能研究較少。
為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有可比性，除進(jìn)行對比研究的工藝參數(shù)外，其他關(guān)鍵工藝參數(shù)(化學(xué)成分控制、鋼錠擴(kuò)散工藝、鍛造比、鍛后冷卻控制和球化熱處理工藝)均保持一致。
橫向沖擊試樣分別取自于圓鋼的1/2半徑處和中心處(扁鋼為1/4對角線處和中心處)，無缺口試樣尺寸為7mm×10mm×55mm。
沖擊試樣經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后硬度控制在4446HRC的范圍內(nèi)。采用撫鋼質(zhì)量部中心試驗(yàn)室的A654RXY自動端淬硬度機(jī)和ZBC-300型沖擊試驗(yàn)機(jī)檢測試樣硬度和橫向沖擊性能。
冶煉工藝對橫向沖擊性能的影響
化學(xué)成分對橫向沖擊性能的影響
表2和表3分別表示兩批直徑為750mm的1.2344電渣鋼化學(xué)成分及其鍛成250mm×600mm扁鋼后的橫向沖擊性能。
表2和表3表明，在C、Mn、Si、S、Cr、V和Mo含量相近的條件下，磷元素的含量對鋼材的橫向沖擊性能有明顯影響。在0.020%0.030%的范圍內(nèi)，磷含量增加00075%，鋼材橫向沖擊性能則下降了4060J。
磷造成鋼的韌性下降主要是由于磷在晶界處偏聚會降低晶界表面能，產(chǎn)生沿晶脆性斷裂，同時(shí)降低脆斷應(yīng)力所致1.2344等同于什么牌號。
高溫?cái)U(kuò)散工藝對橫向沖擊性能的影響
1.2344鋼中舍有一定量的Cr、Mo和V等碳化物形成元素，其鑄態(tài)組織中的偽共晶碳化物主要為M7C3，M6C和MC，即Cr7C3，Mo8C和VC。
大量研究表明1.2344鋼材特性，上述共晶碳化物在1150-1200°C的溫度下進(jìn)行較長時(shí)間的擴(kuò)散，鑄態(tài)組織中的小顆粒的共晶碳化物能完全溶解到奧氏體中，而粗大的碳化物也可以通過擴(kuò)散溶解掉一部分，殘余的碳化物顆粒呈現(xiàn)表面能較低的球狀，與大顆粒碳化物相比，這些彌散分布的球狀碳化物對基體性能的影響較小。
圖1是1.2344鋼分別在1150°C(圖1a)和1200°C(圖1b)下保溫5h的微觀組織，通過比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)擴(kuò)散溫度由1150C提高到1200°C，顯微組織中的大顆粒碳化物明顯減少，碳化物的分布更加彌散、均勻。
圖一不同擴(kuò)散溫度下1.2344鋼圍觀組織
表4是對5t精煉鋼錠進(jìn)行不同擴(kuò)散時(shí)間的試驗(yàn)，結(jié)果表明在相同的擴(kuò)散溫度下，擴(kuò)散時(shí)間由5h增加到10h，可以有效增加鋼材的橫向沖擊性能，其中1/2半徑處提高了41.62%，中心處提高了35.85%。
鍛后冷卻方法對橫向沖擊性能的影響
1.2344鋼經(jīng)鐓粗和多火拔長后具有較高的溫度，特別是鋼材的心部溫度通常在°C，因此終鍛溫度和鍛后冷卻速度的控制直接影響了晶界處二次碳化物的析出。
一般而言，終鍛溫度越高，冷卻速度越慢，晶界處析出的二次碳化物越嚴(yán)重，一旦形成網(wǎng)狀碳化物，將在一定程度上影響鋼材的沖擊韌性。
鍛后冷卻方法采用了扁鋼噴水處理和空冷兩種，表5數(shù)據(jù)顯示兩種冷卻方法對橫向沖擊性能的影響沒有明顯差別，這可能是由于1.2344鋼具有較高的淬透性造成的。
但通過金相分析觀察發(fā)現(xiàn)：進(jìn)行噴水處理的扁鋼微觀組織更加均勻，而空冷處理的扁鋼微觀組織具有馬氏體特征。
根據(jù)工藝試驗(yàn)的結(jié)果，高等向性1.2344EFS鋼采用精煉鋼冶煉工藝，其中磷元素和硫元素的含量分別控制在0.015%和0.004%以下，鋼錠在1200°C的溫度下擴(kuò)散了15h以上，鋼錠經(jīng)多向鍛造、控制冷卻及球化處理。
(1)采用電渣重熔工藝、磷含量控制在≤0.020%、高溫?cái)U(kuò)散(時(shí)間根據(jù)錠型而定)有利于提高鋼材的橫向沖擊性能。
(2)鍛后冷卻速度對鋼的顯微組織有一定影響，冷卻速度越快，鋼的顯微組織細(xì)化趨勢越明顯。
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