【摘 要】
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DIEVAR钢是由瑞典Uddeholm（伍德霍姆）钢厂开发的一款Cr-Mo-V系新型高性能热作模具钢,本文在DIEVAR钢成分的基础上,分别添加质量百分比为0.2wt.%（以下命名2W试验钢）、0.6 wt.%（以下命名6W试验钢）和1.0 wt.%（以下命名10W试验钢）的钨（W）元素,经真空感应炉熔炼,浇铸成钢锭后车去表面氧化层及缩孔部分,加热保温后单向拔长至尺寸为25（mm）×55（mm）×
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DIEVAR钢是由瑞典Uddeholm（伍德霍姆）钢厂开发的一款Cr-Mo-V系新型高性能热作模具钢,本文在DIEVAR钢成分的基础上,分别添加质量百分比为0.2wt.%（以下命名2W试验钢）、0.6 wt.%（以下命名6W试验钢）和1.0 wt.%（以下命名10W试验钢）的钨（W）元素,经真空感应炉熔炼,浇铸成钢锭后车去表面氧化层及缩孔部分,加热保温后单向拔长至尺寸为25（mm）×55（mm）×长度的钢条,并及时将钢条进行退火。退火后依据热作模具钢的性能要求对其进行调质处理,以获得均衡的强韧性;对调质态试验钢利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察分析了组织和析出相,利用Jmat Pro软件和能谱分析（EDS）对析出相进行了预测及分析;对力学性能进行室温拉伸测试;对洛氏硬度和冲击韧性分别进行洛氏硬度和无缺口冲击试验;对耐磨性进行了滑动摩擦磨损试验;对导热性能进行热扩散系数测定。经综合对比试验钢的组织和性能,得到以下结论:（1）从金相组织方面来看,试验钢的晶界均不易辨认,且DIEVAR钢存在较为明显沿晶界的成分偏聚,随着W元素的增加,成分偏聚现象有所缓解;试验钢存在粗晶现象,但10W试验钢的晶粒尺寸要较小于2W和6W试验钢;析出相在DIEVAR钢中主要有杆状和颗粒状两种形态,2W和6W试验钢中的析出相主要是颗粒状,杆状析出相相对较少,10W试验钢中的析出相形态为短杆状和颗粒状,但直径和长短均较小,EDS成分分析判断DIEVAR钢的大颗粒析出相主要是富Cr型碳化物,杆状析出相主要是富Mo和V。（2）从调质态试验钢的力学性能来看,试验钢的拉伸性能随W元素的加入产生较显著的变化,其中10W试验钢的抗拉强度和屈服强度分别在2000MPa和1400MPa左右,相比DIEVAR钢都提升了200MPa左右;试验钢的洛氏硬度随W含量的升高呈上升趋势,10W试验钢的洛氏硬度提升2HRC左右;W对试验钢的冲击功影响规律仍不明确,相比DIEVAR钢,2W和10W试验钢的冲击功分别下降了11.77%和22.64%,6W试验钢的冲击功与DIEVAR钢持平;DIEVAR钢的热扩散系数从50-500℃分别是8.194（50℃）、8.064（100℃）、7.66（200℃）、7.19（300℃）、6.63（400℃）和5.971（500℃）mm~2/s,在试验钢中,6W试验钢的热扩散性能有较为显著的提升,热扩散系数值分别是7.5（50℃）、7.398（100℃）、7.126（200℃）、6.734（300℃）、6.225（400℃）、5.681（500℃）mm~2/s;从试验钢的摩擦系数来看,2W和10W试验钢的系数较DIEVAR钢更小,呈现了较好的耐磨性能。（3）综合评价了10W试验钢和DIEVAR钢不同温度回火后的二次硬化效应,发现10W试验钢的二次硬化点的温度略微提高,洛氏硬度同比DIEVAR钢提升了2-4HRC;金相组织上,在440℃的回火温度下,10W试验钢的马氏体回复不完全,晶界不清晰;550℃回火温度,试验钢的主要组织是回火索氏体;640℃回火后,试验钢的板条马氏体回复析出转变充分,晶界较440℃和550℃温度下的更明显,回火索氏体组织的均匀程度也更高;从SEM组织来看,10W试验钢在440℃的回火温度下,碳化物析出较少,表面浮凸感较浅;550℃的回火温度下,碳化物析出增多、表面浮凸感增强;640℃的回火温度下析出大量弥散分布的纳米级析出相。（4）选取560℃和600℃分别对试验钢进行了热稳定性的测定,测试时长为10～40h。在560℃的回火温度下,洛氏硬度随回火时间的延长逐渐下降,其中10W试验钢的洛氏硬度变化最缓,从52.5HRC到52.2HRC,冲击功随W元素的添加变化较大,DIEVAR钢的冲击功随回火时间的延长保持稳定,含W试验钢的冲击功均有下降趋势;600℃回火后以10W试验钢的回火稳定性最佳,冲击功与DIEVAR钢保持同一水平,从270J左右降至240J左右又上升至250J左右。从回火后的组织发现560℃回火温度下试验钢的马氏体回复程度较低,析出相的析出较少;600℃回火后马氏体回复程度较高,DIEVAR钢的析出相较多且其直径较大,10W试验钢出现超细析出相。根据试验钢洛氏硬度变化过程曲线建立了回火软化模型,由预测结果可以看出,回火软化模型对回火洛氏硬度的预测吻合度较高。
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