论文部分内容阅读
为了有效地降低成本，缩短生产周期，采用非调质生产工艺替代淬火+回火的调质工艺生产大截面塑料模具钢，试验室首先对尺寸为300mm×300mm×300mm模块冷却时的温度进行测量，并通过ANSYS软件对工厂生产300mm×800mm，重9吨的模块心部温度进行估测，然后合金成分设计并炼制八组试验钢，采用硬度计、光学显微镜和透射电子显微镜(TEM)研究试制的八组试验钢在锻造后空冷和砂冷两种条件下冷却时的宏观硬度和显微组织情况，进而采用热分析仪DSC、Formastor-Digital全自动相变仪和 Gleeble-3800热模拟试验机分别研究筛选出的SWFT8钢、最后检测了宝钢股份特殊钢分公司生产的尺寸为300mm×800mm，重9吨的SWFT模块性能，得到研究结果如下：
1. 300mm×300mm×300mm模块空冷时，在600～850℃，心部的冷却速度为5℃/min，风冷时为7.5℃/min，ANSYS软件对截面300mm×800mm，重9吨实际生产模块温度场进行计算，推测其600℃时心部冷却速度为2.8℃/min。试验炼制的8种SWFT钢通过锻造后空冷和砂冷筛选出的SWFT8钢淬透性高、硬度均匀性好，其硬度在以上两种状态下为41.5～44HRC。SWFT8钢砂冷组织为粒状贝氏体和上贝氏体。结合SWFT8钢以2～5℃/min缓慢冷却的热分析结果和组织观察得出生产截面300mm×800mm、重9吨的SWFT钢模块空冷条件下心部和表面硬度差异在3HRC以下应满足[C]≥0.27％、Mn(当量)=Mn+Cr+Mo+Cu+V+Ni/2+10(Nb-0.02)+XB≥3.1％。
2.奥氏体化温度为920℃时SWFT8钢的Ac3=815℃，Ac1=720℃，Ms=325℃，Mf=170℃。建议生产SWFT钢模块始锻温度在1100～1150℃，采用两道次变形时，第二道次的变形温度为900℃时的变形量不少于25％。
3.非调质状态下的SWFT8钢横向冲击功为47.2J，纵向冲击功为54.7J，横纵比为0.863，抗拉强度σb为1275MPa，伸长率δ为14.7％，断面收缩率ψ为33.2％。
4.在车削速度为39m/min时，SWFT8钢同45＃钢切削力接近，而在78.5m/min时切削，SWFT8钢的切削力明显小于45＃钢。同时在19.6m/min和34m/min下切削时，SWFT8钢的刀片磨损明显小于45＃钢。
5.SWFT8钢在650℃和670℃回火时，硬度随时间变化下降很快，而在600℃和620℃回火，硬度下降较为缓慢，容易控制。在15～30h可以控制在目标硬度34～36HRC。经过620℃15h回火调整硬度至34HRC的SWFT8钢力学性能如下：抗拉强度σb为1100 MPa，延伸率δ为17.5％，断面收缩率ψ为55.6％。横向冲击功为50.4J，纵向冲击功为58.3J，横纵比为0.864。
6.宝钢股份特殊钢分公司生产300mm×800mm×5500mm的SWFT钢硬度分布在36～38.5HRC，心部和表面组织相同，均为贝氏体，在600℃和620℃分别回火16h和6h，可以调整硬度至34HRC。经过620℃回火6h调整硬度至34HRC，表面纵向冲击功约32.2J，抗拉强度σb为1050MPa，延伸率δ为12％，断面收缩率ψ为47％；心部纵向冲击功约10.8J，抗拉强度σb为1010MPa，延伸率δ为10％，断面收缩率ψ为32％。