新型高韧性高耐磨性冷作模具钢研究

发布时间：2021-05-19 11:59

　　高碳高铬冷作模具钢由于具有较高的硬度和良好的耐磨性而被广泛使用,但此类钢在凝固过程中,由于合金元素的偏析,会形成大量粗大的沿晶界连续分布的网状共晶碳化物,它的存在使钢的强度和韧性明显降低,严重缩短了模具使用寿命。因此,破碎网状碳化物,改变碳化物形态是提高冷作模具钢综合性能的有效途径。本文在实验室条件下,合理调整冷作模具钢化学成分,并采用RE-Nb-Ti复合变质剂对其进行复合变质处理,运用高倍视频显微镜HSVM、SEM、XRD、EDS并结合性能测试等手段分析了复合变质处理对冷作模具钢组织性能的影响。实验结果表明:复合变质处理使得冷作模具钢枝晶组织明显细化;且冷作模具钢中粗大板条聚集并联结成网状的Cr₇C₃型碳化物减少,碳化物网呈破坏趋势并趋于块状,同时产生点块状的少量Mo₂C及富Ti、Mo的NbC碳化物弥散分布;氧、硫含量降低,P元素转移到复合碳化物中,减少了P与Fe结合生成的在晶界偏聚的磷共晶数量,减轻了对冷作模具钢韧性的削弱作用。使用电极石墨增碳并结合复合变质,可以有效增加冷作模具钢碳化物的析出,从而降低基体碳含量,随... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题相关背景及内容
        1.1.1 冷作模具钢介绍
            1.1.1.1 冷作模具钢品种及成分
            1.1.1.2 冷作模具钢在使用性能上主要考虑的因素
            1.1.1.3 模具钢在实用性能上主要考虑的因素
        1.1.2 常见冷作模具钢中的合金元素
            1.1.2.1 合金元素对凝固过程和凝固组织的影响
            1.1.2.2 合金元素的作用
        1.1.3 模具钢的生产研究现状
            1.1.3.1 国外发展现状
            1.1.3.2 国内存在问题
            1.1.3.3 新的提高模具寿命的方法
            1.1.3.4 冷作模具钢的发展方向
        1.1.4 改善冷作模具钢组织及性能的主要途径
            1.1.4.1 合金化
            1.1.4.2 变质处理
    1.2 选题目的和意义
    1.3 研究目标及内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
第二章 实验材料及实验方法
    2.1 实验材料及变质剂的选择
        2.1.1 实验用材料的选择
        2.1.2 变质剂的选择
    2.2 实验用钢的熔炼及试样的制备
        2.2.1 熔炼
        2.2.2 试样的制备
    2.3 分析和测试方法
    2.4 微观组织的检测与成分分析
    2.5 本章小结
第三章 复合变质对冷作模具钢凝固组织影响及其作用机理
    3.1 引言
    3.2 复合变质处理对冷作模具钢铸态组织的影响
    3.3 复合变质对冷作模具钢中铸态共晶碳化物的影响
        3.3.1 增碳方式对冷作模具钢中共晶碳化物的影响
        3.3.2 复合变质对冷作模具钢中共晶碳化物形态的影响
        3.3.3 复合变质对冷作模具钢中共晶碳化物类型的影响
    3.4 复合变质机理分析
        3.4.1 复合变质对冷作模具钢各元素分布的影响
        3.4.2 复合变质处理对氧、硫及磷等杂质元素的影响
    3.5 本章小结
第四章 热处理对复合变质处理冷作模具钢的影响
    4.1 冷作模具钢热处理基础
    4.2 球化退火对复合变质后冷作模具钢碳化物的影响
    4.3 淬火对复合变质后冷作模具钢组织的影响
    4.4 回火对复合变质后冷作模具钢组织的影响
    4.5 本章小结
第五章 复合变质处理及热处理对冷作模具钢性能的影响
    5.1 复合变质及热处理对冷作模具钢力学性能的影响
    5.2 复合变质及热处理对冷作模具钢耐磨性能的影响
    5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]钢中大尺寸稀土夹杂物的形成动力学研究[J]. 赵晓栋,姜江,李国宝,李风照.  中国稀土学报. 2004(01)
[2]冷作金属模具钢及其热处理[J]. 冯继承.  国外金属热处理. 2003(03)
[3]冷作模具钢的强韧化工艺研究进展[J]. 程晓农,严学华.  世界科技研究与发展. 2001(04)
[4]国产模具钢存在的问题及其对策[J]. 曹振平.  模具工业. 1997(06)
[5]超低温技术在提高工模具寿命方面的应用[J]. 尹延国,黄录官.  模具工业. 1997(05)
[6]铸造Cr12模具钢共晶碳化物的粒化[J]. 王树奇,姜启川,赵宇光,何镇明.  金属学报. 1995(23)
[7]铸造高铬钢变质处理研究[J]. 王树奇,崔向红,王寿珍.  新技术新工艺. 1995(04)
[8]模具钢材的情况介绍及建议[J]. 董宝林.  模具工业. 1994(05)
[9]变质高铬铸铁组织与性能的研究[J]. 张景辉,李大军,贾均,傅继贵.  铸造. 1993(08)
[10]模具表面处理技术发展概况[J]. 杨裕雄.  模具工业. 1991(01)



本文编号：3195735