Page 25 - 理化检验-物理分册2021年第十期

吴正环, 等: 典型热处理后不同冷作模具钢的残余奥氏体及对冲击韧性和尺寸稳定性的影响

余奥氏体含量极低, 呈现出的曲线趋势不明, 难以判 Cr8Mo2SiV 钢于400℃回火:

断出其对尺寸的影响。 α AM =47.699-2399.164 / l t ( t 0 < t 1 ≤ t l )
1 max
2.4 尺寸预测模型 ( 6 )
根据图5和图6呈现的尺寸变化曲线, 笔者尝
当 l t =l max 时, α AM=0.466% ; 且 l max-l min =
1
试对不同热处理工艺下不同模具钢试样的尺寸变化
0.49 μ m 。
规律进行数学建模, 对其尺寸的变化趋势进行预测。
Calmax钢于400℃回火, l max- l min =1.8 μ m 。
0
根据质量守恒原理, 无论晶体结构和尺寸稳 Calmax钢的残余奥氏体含量低, 对于尺寸的变
定性如何变化, 样条的质量保持不变。笔者引入 化难以产生决定性的影响, 同时其尺寸变化规律不
平均密度 的概念以建立残余奥氏体体积转变率
ρ t 明显, 在图5和图6中 C3和c3都可见不同的变化
α AM 与长度 l t 之间的数学模型。尺寸试样长度l t 趋势, 因而不提供其尺寸预测的数学模型。
和 高
远超宽度 w t 和高度 h t , 因 此 忽 略 宽 度 w t
3 结论
。
度h t

ρ t =ρ 马 + ρ 奥 · V γ ( 1 )在1030 ℃淬火并经520 ℃高温回火后,
0
) )( ) DC53钢和 Cr8Mo2SiV 钢的残余奥氏体含量远高
ρ t =ρ 马 ·( 1 + α AM + ρ 奥 ·( V γ- α AM t 0 < t 1 ≤ t l
1
max

于 Calmax钢的; 而400 ℃ 低温回火后 3 种钢的残
( 1 )
余奥氏体含量比高温回火后的分别提升 41.3% 、
· · h t =
ρ t · V t = ρ t · V t ⇒ ρ t l t · w t
0 0 1 1 0 0 0 0 56.8% 、 10.7% 。残余奥氏体在各试样中的分布大
·
·
·
ρ t l t 1 · w t 1 · h t ⇒ ρ t l t = ρ t l t 1 ( 2 )
1
1
0
1
0
体遵循从外表面到1 / 4处到心部由低到高再到低的
为回火当天; 为回火当天试样的平均
式中: t 0 ρ t 0
为回火当天 规律。
密度; 为回火后试样的平均密度; l t
ρ t
( 2 ) Cr8Mo2SiV 钢和 Calmax钢在400℃低温
1 0
的长度; l min 为最小长度; l max 为最大长度尺寸; V t
0 回火后的冲击吸收能量平均值分别是520℃高温回
天的
为回火当天残余奥氏体体积; V t 为回火后 t 1

1
火后 的 2.3 倍 和 1.8 倍。 520 ℃ 高 温 回 火 后,
为残余奥氏体体积;
Calmax钢的冲击吸收能量平均值为 DC53 钢和
残余奥氏体体积; t 为时间; V γ

ρ 马 为回火马氏体密度, 取7.75gcm ; 奥 为残余
-3
·
ρ
Cr8Mo2SiV 钢的 7.2 倍和 6.0 倍; 400 ℃ 低温回火
-3
·
奥氏体密度, 取7.93gcm 。
后, Calmax钢的冲击吸收能量平均值为 DC53钢和
的数据代入式( 1 ) 和式
将V γ 和不同阶段的l t
Cr8Mo2SiV 钢的12.6倍和4.8倍。
之间的数学模型如下:
( 2 ), 可得α AM 与 l t
( 3 )在520℃高温回火和400℃低温回火后,

DC53钢于520℃回火: DC53钢和 Cr8Mo2SiV 钢尺寸的变化过程均表现

)
α AM =47.153-2486.957 / l t ( t 0 < t 1 ≤ t l 为近似直线上升, 而 Calmax 钢的尺寸在 520 ℃ 高
1 max
( 3 ) 温回火后先降后升, 在400℃低温回火后也近似直

时, α AM=0.393% ; 且 l max-l min =
当 l t =l max 线 上 升。 在 520 ℃ 高 温 回 火 后, DC53 钢、
1

4.40 μ m 。 Cr8Mo2SiV 钢 和 Calmax 钢 的 尺 寸 波 动 分 别 为

Cr8Mo2SiV 钢于520℃回火: 4.40 、 2.95 、 3.54 μ m ; 在 400 ℃ 低温回火后, DC53

) 钢、 Cr8Mo2SiV 钢和 Calmax钢的尺寸波动分别为
α AM =46.016-2355.671 / l t ( t 0 < t 1 ≤ t l
1 max

( 4 ) 3.34 、 0.49 、 1.08 μ m 。
时, α AM=0.265% ; 且 l max-l min =
当 l t =l max 参考文献:
1

2.95 μ m 。
[ 1 ] 李保健, 钟利萍. 国内模具材料发展及其应用[ J ] . 新
Calmax钢于520℃回火, l max-l min =3.4 μ m 。
5
技术新工艺, 2012 ( 4 ): 67-70.
DC53钢于400℃回火:
[ 2 ] 张宝忠. 冷作模具的常见失效形式及热处理质量检验

)
α AM =48.844-2430.837 / l t ( t 0 < t 1 ≤ t l
1 max
[ J ] . 模具制造, 2004 ( 6 ): 63-65.
( 5 )
[ 3 ] 张峪铭, 罗远新, 陈世磊. 冷作模具钢 DC53断裂性能
时, α AM=0.327% ; 且 l max-l min =
当 l t =l max 研究[ J ] . 兵器材料科学与工程, 2018 , 41 ( 1 ): 33-37.
1

3.34 μ m 。 ( 下转第11页)
5