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7Cr7Mo2V2SiLD钢的热处理

7Cr7Mo2V2Si钢是一种国产的高韧性耐磨工具钢,其性能优异,已被列入国家标准GB/T-。该钢的代号为LD,其碳含量约为Cr12MoV钢的一半左右,且共晶碳化物量比Cr12MoV钢少得多。例如,ф80mm钢材的碳化物不均匀度为3~4.5级,而小直径钢材的碳化物不均匀度一般在3级以下。

化学成分对7Cr7Mo2V2Si的影响

在7Cr7Mo2V2Si钢中,铬以M23C6型碳化物的形式存在,当加热至℃以上时,大量的M23C6型碳化物会溶入奥氏体中,从而使钢具有高的淬透性。钼主要以MC型碳化物的形式存在,它既可以提高淬透性,也可以在回火时增强二次硬化效果。而钒在钢中主要生成M6C型碳化物,它既可以细化晶粒,又能够强烈引起二次硬化效果,并增加钢的耐磨性。另外,加入约1%的硅是为了强化基体,提高回火稳定性。

锻造工艺及工艺退火

7Cr7Mo2V2Si钢的锻造工艺与Cr12MoV钢相同,锻造后需要进行缓冷,并立即进行球化退火。退火工艺包括以下步骤:首先,在℃下加热,保温3~4小时,然后冷却至约℃左右,并等温保持4~6小时,最后炉冷至℃后出炉。经过退火后,7Cr7Mo2V2Si钢的硬度为~HBS。退火后的组织主要由点状和小球状的珠光体以及共晶碳化物组成。

热处理工艺及硬度

7Cr7Mo2V2Si钢正常淬火加热温度为~℃。在这一温度范围内,可以通过热油淬火或分级冷却的方式,使7Cr7Mo2V2Si钢达到硬度在63HRC以上的要求。

经过℃下限温度淬火后,7Cr7Mo2V2Si钢的组织主要由细针状的马氏体、残余奥氏体和剩余碳化物组成。马氏体针长为1~2级,晶粒度为10.5级,而残余奥氏体的量约占33%。在这种情况下,7Cr7Mo2V2Si钢的淬火硬度可达到64HRC。

而当7Cr7Mo2V2Si钢经过℃上限温度加热淬火后,马氏体针长约为3级左右,晶粒度为9.5级,淬火硬度为63.5HRC。这表明7Cr7Mo2V2Si钢在不同加热温度下,其马氏体形态和晶粒度会有所变化,从而导致淬火硬度的差异。

在回火处理时,7Cr7Mo2V2Si钢的二次硬化峰值温度为~℃,而韧性最佳的回火温度约为℃。因此,适宜的回火温度为~℃,需要进行3次回火,每次回火时间为1小时。在这种条件下,7Cr7Mo2V2Si钢的硬度可控制在61~64HRC之间,并形成回火马氏体和剩余碳化物的组织结构。

在硬度为61HRC时,7Cr7Mo2V2Si钢的力学性能表现出色。抗弯强度σbb可达到~MPa,C型缺口试样的冲击韧度ak在94~J/cm2之间。这些优秀的力学性能使7Cr7Mo2V2Si钢非常适用于制作冷挤压模、冷镦模、冲模、切边模等工具。相比于原先使用的C12MoV钢等材料,LD钢具有更长的使用寿命,性能提升成倍。




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