Основные свойства штамповой стали для холодной обработки AISI A2

А2 — холоднодеформированная штамповая сталь, улучшенная на основе СКД11 (Х12Мо1В1). При обычных условиях термообработки остаточный аустенит почти полностью разлагается. Как правило, криогенную обработку можно исключить, и при высокой твердости можно поддерживать высокую ударную вязкость.
I. План эксперимента
После закалки при 1040° и отпуска при 520~530° твердость A2 составляет 60~62 HRC, а ударная вязкость в два раза выше, чем у Cr12Mo1V1, что является самым высоким показателем среди широко используемых холоднодеформированных штамповых сталей в настоящее время. Он имеет хорошую обрабатываемость и шлифуемость, низкое остаточное напряжение в модифицированном слое электрообработки, небольшое количество остаточного аустенита и мелкие и равномерно распределенные карбиды.
Из-за сложной напряженной ситуации штампа некоторые рабочие части штампа должны иметь особые механические свойства. Если стандартный процесс термообработки часто не может удовлетворить требования к идеальным рабочим характеристикам, основные характеристики, такие как твердость, ударная вязкость и износостойкость, должны быть должным образом отрегулированы посредством термообработки для достижения наилучшего рабочего состояния штампа. Температура закалки и температура отпуска являются основными технологическими параметрами термической обработки. В этой статье основное внимание уделяется характеристикам отпуска A2.
II. Дизайн эксперимента
В эксперименте спецификация термообработки A2 была немного изменена, и температура закалки была соответствующим образом отрегулирована, а температура отпуска была принята в виде шести степеней, а именно: 100 градусов, 200 градусов, 300 градусов, 400 градусов, 500 градусов и 600 градусов. . При отпуске на 100 градусов для нагрева используется сушильная печь 101-2, а для нагрева используется коробчатая печь сопротивления SX-25-12. Для каждой температуры отпуска отбирают по две пробы.
Для испытания на твердость выбран металлический твердомер по Роквеллу, который проводится при нормальной температуре, и используется оптический твердомер HBRVU-187.5 по Бринеллю.
Образец размером 10мм для испытания на ударный изгиб × 10мм × 55мм без надреза испытывается на машине для испытания на ударный изгиб JB30B с энергией удара 0,3 кН. м или 0,15 кН. м.
Экспериментальные результаты и анализ
1. Значение твердости
Возьмите три разных положения для каждого образца, чтобы измерить твердость, и получите значение твердости при каждой температуре отпуска. В соответствии со значением твердости каждого образца, A2 мало изменяется при отпуске на 100~500 градусов; Твердость немного выше при отпуске при средней температуре 400 градусов, а пиковая твердость после стандартной термообработки и отпуска обычно составляет около 520 градусов; После высокотемпературного отпуска при температуре 600 градусов твердость значительно снижается, а среднее значение твердости по шкале Роквелла составляет всего 52,4, поэтому температура отпуска не должна быть слишком высокой.
2. Ударная вязкость
После отпуска окислительно-обезуглероживающий слой на поверхности образца удаляют и измеряют ударную вязкость каждого образца при разных температурах отпуска. В соответствии с ударной вязкостью каждого образца, когда DC53 закален на 200 градусов, средняя ударная вязкость достигает более 60 Дж/см2. При отпуске при температуре 500 градусов ударная вязкость низкая, проявляя некоторую хрупкость при высокотемпературном отпуске. Ударная вязкость при отпуске выше 600 градусов очень хорошая, но твердость значительно снижается, что не может соответствовать требованиям использования.
Экспериментальные результаты показывают, что А2 имеет хорошую общую стабильность при отпуске, а твердость и ударная вязкость мало изменяются в пределах определенного диапазона температур отпуска; При отпуске при 400~500 градусов ударная вязкость сильно снижается и возникает отпускная хрупкость; При отпуске на 600 градусов ударная вязкость образца очень высока, а ударная вязкость достигает 85 Дж/см2, но твердость сильно снижается. В производстве для некоторых холоднодеформированных штампов с низкими требованиями к твердости и износостойкости и высокими требованиями к ударной вязкости может применяться высокотемпературный отпуск; Для штампов холодной обработки с высокими требованиями к твердости и высокой ударной вязкости следует применять низкотемпературный отпуск около 200 градусов. Твердость и ударную вязкость при других температурах отпуска можно предсказать с помощью соответствующих методов расчета (таких как метод интерполяции, аппроксимация функций и т. д.), а затем проверить экспериментально. Карбид в закаленном образце распределяется прерывистыми тонкими полосами, и карбид равномерно распределяется после отпуска при 200 градусах, и в структуре почти нет массивного карбида, поэтому ударная вязкость хорошая. Судя по морфологии излома, шаг раскола при разрушении закаленной структуры при 200° намного меньше, чем у закаленного образца, и при изломе металлографической структуры при 5000-кратном разрушении имеются небольшие и неглубокие углубления, что указывает на то, что обладает определенной жесткостью. После отпуска остаточный аустенит полностью трансформируется, а карбид становится мелким и равномерно распределяется, что повышает ударную вязкость.
заключение
1. После правильной регулировки температуры закалки A2 имеет более высокую твердость и ударную вязкость при отпуске на 200 градусов; При отпуске при температуре 400~500 градусов твердость выше, а ударная вязкость значительно снижается; При отпуске на 600 градусов ударная вязкость очень высока, а твердость значительно снижается.
2. Процесс низкотемпературного отпуска должен применяться для прецизионных штампов, обрезных штампов, колес холодного проката и других инструментов и штампов сложной формы, чтобы рабочие части штампа приобрели высокую твердость, высокую ударную вязкость, хорошую износостойкость и высокую прочность. которые могут эффективно продлить срок службы штампа и предотвратить чрезмерный износ, деформацию, растрескивание и другие явления раннего отказа
3. Для сложных форм с большой ударной нагрузкой можно применять процесс низкой закалки и высокого восстановления для получения высокой ударной вязкости и предотвращения хрупкого разрушения формы.