冷作模具钢【Cr12MoV钢】-14

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图1

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图4

材料名称：Cr12MoV钢［w（C）1.45%～1.70%，w（Cr）11.0%～12.5%，w（Mo）0.4%～0.5%，w（V）0.15%～0.30%，w（Si）≤0.40%，w（Mn）≤0.35%］
浸 蚀 剂：图1未浸蚀；图2～图4经4%硝酸酒精溶液
处理情况：920℃渗碳1.5h，再升温至960℃保温30min后直接油冷淬火，然后经540～560℃回火处理。
组织说明：因淬火温度过低而引起的开裂。硬度为60HRC
      Cr12MoV钢制M20六角螺母冷镦模，采用上述热处理工艺，在冷镦近万件螺母后，模具沿六角螺母底部横截面断裂，断口情况如图1所示。裂纹产生自六只尖角处，由型腔内孔向外呈放射性扩展，如图1所示。从右侧冷镦模碎块外表面上可以见到横向裂纹。
      经解剖后，冷镦模内碳化物不均匀度为2.0级，但其分布不均匀，有铸造的残余树枝状偏析，呈V形分布，如图2所示。横向的碳化物分布尚均匀，网角处无明显堆集，如图3所示。模具的组织为回火不充分马氏体，其上有共晶块状碳化物以及细小颗粒状的二次碳化物，基体的晶粒非常细小，晶界明显，如图4所示。冷镦模表面的显微组织与心部相似，碳化物数量无增减情况。
      从显微组织可以看出，冷镦模的淬火温度不高。因其硬度达到60HRC，晶界明显，估计冷镦模的回火温度不是540～560℃，而是在160～200℃范围内，且回火很不充分。同时，由于Cr12MoV钢本身的含碳量已很高，在920℃进行渗碳时，碳元素很难渗入基体，因此，920℃气体渗碳工艺对Cr12MoV钢冷镦模来说未起作用。960℃的淬火温度又太低，因此淬火加热时基体合金化程度也较低，从而在渗碳后导致基体硬度不高，强化作用较小。冷镦模在使用时，因承受反复的冲击张应力，由于基体强度不够，首先在型腔内壁应力容易集中的六只尖角处产生小裂纹，在随后的使用过程中，这些小裂纹在受张应力与压应力的交界面沿径向逐渐向外扩展，最后导致模具沿横截面端部断裂。
      Cr12MoV钢的w（C）应在1.45%～1.70%范围内，同时在钢中加入适量的钼和钒元素，不但能提高钢的耐回火性和淬透性，还能细化晶粒和提高钢的韧性。因此，Cr12MoV钢是一种良好的冷作模具钢，在工业上已得到广泛的应用。本例缺陷是由于淬火温度过低，造成基体强度不足而引起的开裂。

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GB/T 17455-2008无损检测 表面检测的金相复型技术
DL/T 652-1998 金相复型技术工艺导则
DL/T 884-2004 火电厂金相检验与评定技术导则
ASTM E1351-2001  现场金相复制品的生产和评定标准实施规范
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