摘要: 采用内耗法研究了两种马氏体热作模具钢在高温服役过程中的弹性模量及内耗特征，结合JMA 方程探讨了时效前期的动力学过程。结果表明: 620 ℃ 热稳保温过程中4Cr2Mo2W2MnV 钢的软化主要以马氏体基体回复为主，而3Cr2W8V 钢基体中大量的W、C 脱溶及合金碳化物的沉淀，导致材料力学性能明显下降。4Cr2Mo2W2MnV 钢在620 ℃ 工作温度下的热稳定性比传统热作模具钢3Cr2W8V 好，主要是由于基体中的较多的Mn 和相对稳定细小的Mo、V系MC 型碳化物对马氏体热作模具钢的热稳定性有贡献作用。
马氏体热作模具钢在服役过程中不断的接触温度较高的金属，同时受到较大的冲击力，工作温度最高可以达到650 ～ 680 ℃，远高于一般的回火温度530 ～ 620 ℃，所以材料的内部组织变化将导致模具钢的软化［1-2］。为了保证材料在使用过程中不因硬度下降而发生变形，这就要求热作模具钢具有高的热稳定性，来降低材料在使用过程中的软化程度，回火马氏体基体及其上分布的碳化物是决定热稳定实验过程中材料力学性能的本质因素［3-4］。回火马氏体中高的位错密度和弥散相给组织分析带来了困难，然而运动位错与马氏体及微细碳化物之间的交互作用，以及由此引起组织的变化是决定含有Cr、Mo、Si 和V 合金元素的马氏体热作模具钢热稳定性的主要因素这都与C 原子的微扩散行为有关，包括C 原子向点阵缺陷偏聚，与Cr、Mo 和V 等合金元素结合成碳化物沉淀等。有研究表明， 马氏体热作模具钢4Cr2Mo2W2MnV 钢相对于我国传统的高热强性热作模具钢3Cr2W8V 钢具有更好的热稳定性。然而对于长期高温加热过程中，其高的热稳定性原因并不明确。本文采用内耗谱法并结合JMA 方程研究两种马氏体热作模具钢的高温时效动力学过程，并借助透射电子显微镜和JmatPro 软件分析了在620 ℃高温时效后的亚稳组织和稳态组织。在分析材料各种结构改变的过程中，内耗是结构敏感性能，常用于研究金属内部的结构、溶质原子的浓度、特别是位错与溶质原子的交互作用等有关问题，是一种很有效的方法［5］，本文即借助内耗动态分析热作模具钢中热稳定过程中材料组织演化。
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