铸造热锻模具钢氧化剥层磨损行为的研究

发布时间：2021-04-11 18:26

　　氧化剥层磨损是热锻模在服役过程中的主要失效形式，铸造热锻模具钢的耐磨性能直接影响着铸造热锻模的使用寿命。本文研究铸造热锻模具钢中的主要合金元素及显微组织对其耐磨性的影响规律，并探讨了铸造热锻模具钢的氧化剥层磨损机理。研究结果表明：合金元素和显微组织对铸造热锻模具钢的磨损性能有着显著的影响。碳含量的增加有助于提高铸造热锻模具钢的耐磨性，含3wt．％Cr，3wt．％Mo和V／C=3.2的钢耐磨性较高。贝氏体和马氏体贝氏体复相组织具有较好的高温耐磨性能，而马氏体的高温耐磨性能最差。研究发现高温磨损表面氧化膜存在二种剥落方式：一是氧化膜内部开裂或氧化膜与钢基体结合处开裂，属于轻微氧化磨损；二是从基体内部开裂，属于严重磨损。在此基础上，提出了高温氧化磨损的物理模型，建立了氧化磨损率与基体组织和强韧性的关系，并推导出相应的磨损率公式。根据钢的合金化理论和氧化磨损机理对铸造热锻模具钢合金成分进行了优化，研制出了新型高耐磨铸造热锻模具钢，其高温磨损率明显低于国产H13和3Cr2W8V锻钢，与进口H13锻钢相当。 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

销试样(a)与盘试样(b)的尺寸

2.2磨损实验磨损试验是在MG一200型销盘式高温高速摩擦磨损试验机上进行的，高温磨损实验机见图2一2，磨损试验的机理见图2一3。销试样为铸钢，锻造H13钢和3CrZW8v钢，对磨盘为CrlZMov冷作模具钢。实验条件为:干滑动摩擦磨损条件;实验温度有室温、400℃;载荷N取160N，滑动速度为lm/S，每次实验时间为20min，每次滑行距离d为1.2x103m。图2一 2MG一2000高温摩擦磨损试验机FigZ一 2MG一 2000hightemPeratureweartestingmachine

江苏大学硕士学位论文和未剥落区。图3一2示出了不同含碳量下铸造热锻模具钢科O℃回火试样的磨损形貌。可以看出随着含碳量从0.25wt.%C增加到0.35wt.%C剥落区面积减少，但从0.35wt.%C增加到0.45wt.%C时剥落区面积略有增加。这与碳含量对铸造热锻模具钢磨损率的影响规律是一致的。 (a)0.25wi.%c(b)0.35wt.%C(c)o·45wi.%C图3一2料0℃回火铸造热锻模具钢磨损表面形貌Fig.3一 2SEMofthewoms山公 IOeSofthecaststeelswith科0℃te田pered随着碳的增加，440℃回火钢硬度增加，使热强性提高。故随着含碳量从0.25wt.%C增加到0.35wt.%C磨面剥落区明显减少，磨损率降低。碳从0.35wt.%C增加到0.45wt.%C时，虽然硬度增加，过高的碳使回火稳定性降低，促进回火过程，Q一Fe过饱和度降低，碳化物析出，导致磨损时热强性下降，使磨面剥落区略有增加


本文编号：3131738