4Cr13型耐蚀塑料模具钢模块的组织和性能研究

发布时间：2017-08-29 15:02

  本文关键词：4Cr13型耐蚀塑料模具钢模块的组织和性能研究

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【摘要】：随着塑料制品逐渐向大型化、品种多样化的发展,以4Cr13钢为代表的Cr13型马氏体塑料模具不锈钢大模块产品的应用逐步增多。以往对于4Cr13钢棒材的研究较多,对于大型模块研究甚少,尤其是对于大型模块引起组织和性能差异以及对使用性能的影响的细致研究较少。本文利用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试及冲击韧性试验等试验分析手段,对国内生产的高品质大截面4Cr13耐蚀塑料模具钢模块不同位置的组织、力学性能、耐蚀性能和抛光性能进行较为系统的研究,结果表明：(1)高品质4Cr13钢模块不同位置的退火组织均匀致密,心部存在略微的碳化物偏聚；且不同位置碳化物球化程度略有不同,越靠近心部大尺寸碳化物越多,从模块边部到心部,平均粒径分布越来越不均匀,且球化程度有所降低；(2)随着淬火温度的升高,晶粒度级别随着温度的升高是逐渐降低的,在1020℃时,淬火晶粒度能达到8.5级,结合淬火组织形貌、硬度、晶粒度等,试验钢合适的淬火温度为1020℃；(3)结合回火温度-硬度曲线和4Cr13耐蚀塑料模具钢的使用性能需要,选定试验钢的回火温度为280℃；(4)冲击韧性、拉伸强度都是从边部到心部逐渐降低的。主要原因是边部的碳化物的球化程度和尺寸都优于1/4处和心部。同时心部因变形程度较小存在少量未破碎的大尺寸碳化物也将会显著恶化钢的力学性能；(5)同一钢种的试验钢S-136腐蚀速率比试验钢4Cr13大的原因是合金成分的差异和细小非金属夹杂物过多共同作用的；试验钢具有良好的抛光性能,粗糙度值由心部到边部逐渐减小但差异不大；(6)针对4Cr13钢存在的退火组织分布不均和碳化物链状组织的问题,对改善退火组织的热处理工艺进行对比试验,表明退火工艺：1050℃x3h油冷→780℃×8h空冷,对4Crl3退火组织的改善最为明显,在保证合理的退火硬度的前提下,改善后退火组织的级别更高,链状组织基本消失,碳化物尺寸更为细小,分布更均匀。
【关键词】：耐蚀塑料模具钢 马氏体不锈钢 组织形貌 力学性能 耐蚀性能 抛光性能
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG76
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 工模具钢的分类12
• 1.3 塑料模具钢的概述12-16
• 1.3.1 塑料模具钢的含义与分类12
• 1.3.2 塑料模具钢的基本性能要求12-14
• 1.3.3 塑料模具钢的发展与国内外研究现状14-15
• 1.3.4 耐蚀塑料模具不锈钢的含义和常见钢种15-16
• 1.4 4Cr13型耐蚀塑料模具不锈钢概述16-22
• 1.4.1 合金元素分析17-19
• 1.4.2 影响耐蚀性能的主要因素19-20
• 1.4.3 影响抛光性能的主要因素20
• 1.4.4 常见问题20-22
• 1.5 热处理工艺的影响22-26
• 1.5.1 退火工艺的影响22-25
• 1.5.2 淬火工艺的影响25
• 1.5.3 回火工艺的影响25-26
• 1.6 课题研究的意义和内容26-27
• 1.6.1 本文的研究意义26
• 1.6.2 本文的主要研究内容26-27
• 第二章 试验材料制备及试验方法27-35
• 2.1 试验材料27
• 2.2 主要试验设备和方法27-35
• 2.2.1 取样方法27-28
• 2.2.2 热处理工艺制定28
• 2.2.3 金相组织观察28-29
• 2.2.4 碳化物统计29
• 2.2.5 硬度测量29
• 2.2.6 电子显微观察分析29-30
• 2.2.7 Thermo-Calc预测分析30
• 2.2.8 力学性能测试30-31
• 2.2.9 腐蚀性能测试31-32
• 2.2.10 抛光性能测试32
• 2.2.11 改善退火组织的热处理工艺制定32-35
• 第三章 耐蚀塑料模具钢退火及淬火组织与性能的研究35-51
• 3.1 夹杂物及退火硬度分析35-37
• 3.1.1 非金属夹杂物评级35-36
• 3.1.2 退火硬度均匀性36-37
• 3.2 退火组织观察37-43
• 3.2.1 退火金相组织观察37-38
• 3.2.2 退火扫描形貌观察38-40
• 3.2.3 碳化物统计40-43
• 3.3 不同淬火工艺对组织性能的影响43-50
• 3.3.1 淬火组织观察43-48
• 3.3.2 淬火硬度及晶粒度48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 耐蚀塑料模具钢回火组织与性能的研究51-77
• 4.1 不同回火工艺对组织性能的影响51-63
• 4.1.1 回火硬度观察51-53
• 4.1.2 回火组织研究53-58
• 4.1.3 回火冲击性能58-62
• 4.1.4 回火拉伸性能62-63
• 4.2 耐蚀性能研究63-72
• 4.2.1 点腐蚀机理64
• 4.2.2 不锈钢的点蚀当量64-65
• 4.2.3 盐雾腐蚀试验65-68
• 4.2.4 耐蚀性能对比分析68-72
• 4.3 抛光性能研究72-75
• 4.3.1 激光共聚焦试验72-74
• 4.3.2 抛光性能分析74-75
• 4.4 本章小结75-77
• 第五章 热处理工艺改善退火组织的研究77-91
• 5.1 原退火组织及问题77-79
• 5.2 退火工艺制定79-81
• 5.3 不同退火工艺的组织情况81-90
• 5.4 本章小结90-91
• 第六章 结论91-93
• 致谢93-95
• 参考文献95-99
• 附录 攻读学位期间发表论文目录99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：753903