3Cr2W8V鋼
3Cr2W8V鋼是一典型的高熱強(qiáng)型高耐磨熱作模具鋼,是我國(guó)傳統(tǒng)的熱作模具用鋼,應(yīng)用日久且極為廣泛。3Cr2W8V鋼合金元素含量較高,特別是W含量較高,因此具有較高的熱硬性和良好的抗熱磨損性,并且具有較高的高溫強(qiáng)度、高溫韌度(在550℃有一低值)和熱穩(wěn)定性。3Cr2W8V鋼的高溫性能與淬火加熱溫度和高低有關(guān),隨著淬火溫度的提高而提高。但是高溫淬火將使模具的導(dǎo)熱性差,易變形開裂,韌度、塑性、熱疲勞性能均有所下降。
3Cr2W8V鋼碳含量不高,能保證模具具有一定的韌性和良好的導(dǎo)熱性。適中的鉻含量,能保證鋼的淬透性,提高模具表面的抗氧化性能,而又不至于形成太多的碳化物。釩可以細(xì)化組織。由于鎢、釩元素的存在,可以提高淬火加熱溫度,而晶粒仍無明顯長(zhǎng)大。
3Cr2W8V鋼碳含量雖然不高,但由于合金元素含量較高,在其他元素的共同作用下,特別是鎢含量較高,共析點(diǎn)左移,因此它是共析或過共析鋼。如果冶煉不當(dāng),鋼錠中的元素偏析就特別嚴(yán)重,共晶碳化物的數(shù)量會(huì)增多,因此易造成模具脆裂報(bào)廢的事故。高鎢鋼有脫碳傾向,這是模具磨損快、粘模嚴(yán)重、表面早期出現(xiàn)熱疲勞裂紋的原因之一。
目前,3Cr2W8V鋼應(yīng)用逐漸減少,逐漸被新型的熱強(qiáng)鋼所代替。
(1)預(yù)先熱處理3Cr2W8V鋼鍛造后一般采用不完全退火,也可采用等溫退火。不完全退火。
不完全退火:加熱溫度800~820℃,保溫2~4h,爐冷至500℃以下出爐空冷,退火后硬度207~255HBW。
等溫退火:加熱溫度840~880℃,保溫2~4h,等溫溫度720~740℃,保溫2~4h,爐冷至500℃以下出爐空冷,退火后硬度≤241HBW。
(2)常規(guī)淬火及回火 淬火溫度1050~1100℃加熱奧氏體化,熱油淬火,硬度49~52HRC。
回火溫度560~580℃,回火二次,每次2h以上,硬度47~51HRC。
(3)高溫淬火及回火 淬火溫度1140~1150℃,油冷淬火后的硬度可達(dá)55HRC。為減少應(yīng)力和變形,3Cr2W8V鋼不管是高、低溫加熱淬火都應(yīng)緩慢升溫并且在800~850℃預(yù)熱均溫。或者采取奧氏體化后在空氣中預(yù)冷到900~950℃再淬油。若用鹽浴爐加熱,鹽浴應(yīng)有良好的脫氧凈化。
回火溫度560~580℃,回火二次或三次,每次2h。回火后硬度48~52HRC。
回火溫度610~630℃,回火兩次,硬度47~49HRC。
回火溫度650~655℃,回火兩次,硬度42~44HRC。
(4)固溶超細(xì)化處理3Cr2W8V鋼碳化物的不均勻分布是影響材料性能和模具使用壽命的關(guān)鍵因素。固溶—高溫回火是使鋼中碳化物細(xì)化、頒布均勻的一種有效措施。其工藝規(guī)范是:將3Cr2W8V鋼鍛造模坯加熱至1200~1250℃固溶,使所有碳化物基本溶入奧氏體中,然后淬入熱油或沸水中,并立即進(jìn)行高溫回火。高溫回火溫度720~850℃(模坯尚需加工時(shí),選上限溫度回火;模具已完成機(jī)械加工則選下限溫度回火)。最終熱處理可選用常規(guī)熱處理工藝,1100℃加熱,油冷淬火。
經(jīng)上述熱處理的3Cr2W8V鋼模具組織非常細(xì)致,未溶碳化物呈點(diǎn)狀,碳化物不均勻分布基本消除,模具使用壽命成倍提高。
(5)模具等溫淬火工藝 加熱溫度為1150℃,在350~450℃等溫1h后油冷,組織為下貝氏體+馬氏體的混合組織,硬度≥47HRC。等溫淬火后采用低溫回火為宜,回火溫度340~380℃。
等溫淬火后獲得的貝氏體組織有較高的強(qiáng)韌性,回火穩(wěn)定性也比常規(guī)熱處理好,抗沖擊性能高,模具變形小,模具使用壽命高。