合金工具鋼的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)缺陷有哪些？
合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上添加鉻、鉬、鎢、釩等合金元素的一種模具鋼。使用模具鋼時(shí)，由于合金工具鋼自身的特點(diǎn)，存在一些常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷。以下模具鋼廠家?guī)闳チ私庖幌隆?/p>
模具鋼在軋制或鍛造時(shí)，如果停止軋制或鍛造的溫度較高，晶粒會(huì)生長(zhǎng)得很厚，冷卻較慢時(shí)，二次碳化物會(huì)沿晶界析出，甚至?xí)霈F(xiàn)分布在魏氏組織中的碳化物，以針狀延伸到晶粒內(nèi)。如果碳化物網(wǎng)絡(luò)過(guò)厚，甚至?xí)谔蓟锞W(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)出現(xiàn)游離鐵素體。
這種封閉的碳化物網(wǎng)絡(luò)將損害化學(xué)模具的更終熱處理性能。在球化退火之前，必須通過(guò)正火消除坯料中的碳化物網(wǎng)。粗肥的碳化物網(wǎng)應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行正火，并通過(guò)吹風(fēng)或噴霧進(jìn)行冷卻。GCr15鋼可在930~950℃正火，CrWMn鋼可在960~980℃正火。一般來(lái)說(shuō)，碳化細(xì)網(wǎng)可以在900~920℃下正火(GCr15鋼)。如果退火溫度太高并且保持時(shí)間太長(zhǎng)，還可能產(chǎn)生厚的二次碳化物網(wǎng)，在晶界處具有粗碳化物，顆粒內(nèi)結(jié)構(gòu)的球化差或者甚至沒(méi)有球化，或者是粗珠光體和粗球粒的混合物。
在機(jī)械零件的失效分析中，如何區(qū)分鍛造后形成的碳化物網(wǎng)絡(luò)和退火過(guò)熱后形成的碳化物網(wǎng)絡(luò)尤為重要。一般來(lái)說(shuō)，合金工具鋼退火過(guò)熱形成的碳化物網(wǎng)絡(luò)比較粗，而鍛造留下的碳化物網(wǎng)絡(luò)則有比較粗的網(wǎng)格。如果由于停鍛溫度高、冷卻慢(GCr15鍛造、球化、調(diào)質(zhì)后留下的碳化物網(wǎng)絡(luò))而使碳化物網(wǎng)絡(luò)沿晶界析出，則從斷續(xù)分布的碳化物網(wǎng)絡(luò)中可以看到鍛造后粗大晶粒留下的痕跡。
退火過(guò)熱形成的碳化物網(wǎng)絡(luò)必然伴隨著球化不良。加熱淬火后，晶粒內(nèi)部奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧铖R氏體+殘余奧氏體，基本無(wú)殘余碳化物，呈現(xiàn)貧碳、貧鉻區(qū)的結(jié)構(gòu)特征，工件易開(kāi)裂。鍛造后緩冷留下的碳化物網(wǎng)絡(luò)，除非特別厚，一般不影響晶粒內(nèi)部珠光體的球化，調(diào)質(zhì)組織正常。黑色基體為回火馬氏體+殘余奧氏體，殘余碳化物呈球狀均勻分布，除了不連續(xù)的碳化物網(wǎng)絡(luò)外，無(wú)異常。這種工具鋼工件在使用初期會(huì)因脆裂而失效。
