6CrW2MoVSi耐冲击工具钢热作模具钢化学成分热处理工艺
2018-09-27

耐冲击工具钢的用途比较广泛，例如冲头、凿子、冲压模、剪切刀具和冲击切削刀片等，既要有高的耐冲击性和较高的硬度，又要有高的耐磨性和较好的耐热性。5CrW2Si钢和6CrW2Si钢是典型的耐冲击工具钢，但是，在有些应用条件下，这些典型的耐冲击工具钢耐磨性或耐热性明显不足，常常改选高合金热作磨具钢代替，而国外的低中合金耐冲击工具钢品种很多，为此，本项目研究6CrW2MoVSi钢热处理组织结构及硬度特性，为该钢的热处理工艺制定及生产应用提供参考。

实验材料成分如表1所示。实验材料以150kg感应炉熔炼，铸锭后锻造成Φ75mm圆钢，经1100～900℃热轧加工成80mm×10mm扁钢，然后加工成20mm×14mm×10mm试样。试样的退火、淬火、回火均在2.5kVA电阻炉中进行，退火温度820℃，加热2.5h后随炉冷至室温；淬火实验温度范围为850～1100℃，加热保温时间为23min，油介质冷却；用850、930、950、1050和1100℃淬火后试样回火，温度范围160～610℃，回火时间为2.5h。用Olympus光学显微镜和Philips-XL30型扫描电镜分析显微组织，用D/Max-3A X射线衍射仪进行碳化物相分析。
表1  6CrW2MoVSi钢的成分（质量分数，%）
C
Si
Mn
Cr
W
Mo
V
Ni
Fe
0.56
0.62
0.34
1.42
2.21
0.95
0.53
0.29
余量
 
6CrW2MoVSi钢热处理显微组织细化均匀，退火后碳化物平均尺寸0.6μm；淬火后钢中马氏体以板条状马氏体为主，并有少量针状马氏体，经950℃淬火后针状尺寸小于2.5μm。实验钢硬度随淬火温度升高而升高共分3段，在910～980℃范围淬火，硬度升高随淬火温度上升的趋势减缓。在较高温度淬火后，回火出现低温和高温两个回火沉淀硬化区，220～240℃回火，沉淀硬化的硬度为54～58HRC；540～570℃回火，沉淀硬化的硬度为52～56HRC。对照相平衡计算结果，热处理过程的相组成比平衡态滞后，依次，可以分析其显微组织及硬度特征。