【摘 要】
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DC53钢进行普通热处理后存在大量的残余残余奥氏体,而残余残余奥氏体大多为不稳定相,在使用过程中将严重影响DC53钢的尺寸精度和使用稳定性。本文以DC53钢为研究对象,通过热处理+冷处理对模具钢的组织进行控制,通过控制DC53钢的残余奥氏体含量和第二相析出物,以达到强度与韧性的合理配合,提高其使用寿命。本文首先对DC53钢进行普通热处理找到较优的热处理工艺参数,在这基础上,对热处理后的材料分别在-
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DC53钢进行普通热处理后存在大量的残余残余奥氏体,而残余残余奥氏体大多为不稳定相,在使用过程中将严重影响DC53钢的尺寸精度和使用稳定性。本文以DC53钢为研究对象,通过热处理+冷处理对模具钢的组织进行控制,通过控制DC53钢的残余奥氏体含量和第二相析出物,以达到强度与韧性的合理配合,提高其使用寿命。本文首先对DC53钢进行普通热处理找到较优的热处理工艺参数,在这基础上,对热处理后的材料分别在-11℃、-80℃和-196℃进行冷处理,探讨在不同处理条件下钢的微观组织演化特征,并对处理后的试样进行表面硬度、冲刷腐蚀磨损性能、冲击吸收功等宏观测试。本文利用金相显微镜OM、电子扫描显微镜SEM、X射线衍射仪对试样的微观结构、晶粒尺寸、物相组成、冲击断面形貌进行分析,研究组织变化的原因与转变机理,揭示微观组织演化和性能之间的对应关系,为冷处理的应用和工艺制定提供理论指导。本文得到的结论如下:（1）对DC53钢进行普通热处理,主要研究淬火温度和回火温度对DC53钢微观组织和性能的影响,从而确定了DC53钢的普通热处理工艺为1040℃淬火+200℃回火（2次）,且在1040℃淬火态的硬度值为65.4 HRC,200℃回火态的硬度值为57.1HRC。（2）在淬火温度（1040℃）和回火温度（200℃）确定的情况下,将试样分别在冰冻、干冰和液氮中进行冷处理,通过改变冷处理的温度（-11℃、-80℃和-196℃）和保温时间（30 min、60 min、90 min）对DC53钢的组织进行控制。对其物相进行分析发现:各种冷处理工艺条件下,DC53钢的物相均未发生变化,试样均由马氏体、残余奥氏体、(Cr2.5Fe4.3Mo0.1)C3和（Cr,Fe）7C3组成。但在不同的温度下进行不同保温时间,其物相的含量却发生了变化,在-80℃下冷处理30 min所析出的M7C3型碳化物最多且在组织中分布较为均匀。（3）不管是在石英砂+5%盐酸中进行冲刷磨损实验,还是对其进行冲击试验,在-80℃下冷处理30 min试样的冲刷磨损性能和冲击韧性均为最好。与未冷处理的试样相比,冲刷腐蚀磨损性能提升近17%,冲击韧性提升1.875倍。研究表明:冲刷磨损性能的提高主要与硬度有关,在此条件下试样硬度同时提升了2%,达到57.9HRC,硬度的提高能够有效的抵抗对石英砂的冲刷磨损。从腐蚀角度考虑,钢铁材料中的碳含量越低,耐腐蚀性能越好。-80℃处理后,DC53钢中的碳主要存在于M7C3碳化物中,基体马氏体中碳含量较低,提高了耐腐蚀性能。冲击韧性的提高主要与马氏体、残余奥氏体和碳化物的配合有关,在此温度下组织中的马氏体、残余奥氏体和碳化物体积分数能达到合理的配合,从而提高冲击韧性。
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