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Cr12型(Cr12、Cr12Mo、Cr12MoV)钢的一次硬化和二次硬化工艺有何异同?

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2018-01-01 15:05:00

Cr12型钢热处理后具有高的硬度和优良的耐磨性,原因在于钢中的淬火基体上存在大量的坚硬(Cr、Fe)7C3等碳化物所致,广泛应用于制造高耐磨、低变形的冷冲模具等,如滚丝轮、挤压成型模、搓丝板以及冲裁模等。根据冷冲模具或挤压模具的服役条件和失效方式,需要选择理想的热处理工艺,来满足其工作需要。

(1)一次硬化可获得所要求的硬度、高的耐磨性和韧性等,变形较小,这对冷态下的精冲模具十分有利,一般Cr12、Cr12Mo和Cr12MoV的淬火加热温度分别为980~1000℃和1020~1050℃,热处理时一般把获得最高的硬度的加热温度作为淬火温度,以确保细的奥氏体晶粒,淬火后的组织由马氏体+块状碳化物+少量残余奥氏体组成,而过高的加热温度,将造成硬度的降低、残余奥氏体的增多,同时奥氏体晶粒变粗,使淬火钢的抗弯强度和冲击韧性降低,变形量增加。Cr12型钢具有高的淬透性,对于尺寸较大或孔型大的模具采用油冷即可,也可在200~550℃的硝盐或碱浴中淬火处理,以确保淬火获得高的硬度和极小的变形量。

一次硬化法的淬火温度较低,采用低温回火,奥氏体中合金元素与碳化物比二次硬化少得多,淬火后可获得马氏体+少量残余奥氏体,并存在一定数量的碳化物,提高淬火温度,马氏体中含碳量降低和碳化物的析出,故硬度降低而韧性和塑性上升,对于要求热处理后硬度在HRC60以上的冷冲模具,在150~180℃进行分级冷却。对于要求提高韧性、硬度在HRC58以下的模具,采用在350~370℃回火工艺。一次硬化法适用于制作重负荷、形状复杂和要求变形小的模具。

(2)二次硬化法适用于既要求高的耐磨性又要求有高的红硬性的模具,通常为需要进行氮化处理(硬氮化或软氮化等)的热作模具。在较高的温度加热,随后进行多次的高温回火,依靠产生的二次硬化,得到高耐磨性和高热硬性的一种淬火方法。Cr12、Cr12Mo和Cr12MoV的淬火加热温度分别为1080~1100℃和1100~1120℃,在510~530℃进行回火处理。

高的淬火加热温度使奥氏体的合金化程度大大提高,降低了Ms的转变点,奥氏体晶粒已经明显长大,有大量的残余奥氏体和少量的未溶碳化物,回火过程中因碳化物的弥散析出,残余奥氏体转变为马氏体,使硬度升高。尽管热硬性以及耐磨性得到提高.但其他力学性能,尤其是冲击韧性低于一次硬化,故对于没有热硬性要求则不采用二次硬化法,除非回火后仍需要进行化学热处理来强化表面的模具,采用二次硬化法。二次硬化法的淬火组织中存在较多的残余奥氏体,故硬度仅为40~45HRC,事实证明当淬火加热温度超过1050℃以及在500~520℃回火时,大量的残余奥氏体分解转变为马氏体,硬度提高即出现二次硬化现象。

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