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新型冷作模具钢SDC99 性能

原文作者:
  李晨辉,吴晓春,谢尘, 汪宏斌
发布时间:
  2014-08-21
来    源:
  上海大学材料科学与工程学院
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摘要: 对比研究了4 种Cr8 型模具钢的硬度、冲击韧性、抗弯强度及耐磨性能,借助JMatPro 分别计算Cr8 和Cr12 型模具钢的碳化物类型与数量,讨论Cr8 型模具钢合金化原理。结果表明: 新型高强韧冷作模具钢SDC99 成分设计合理,实物质量与进口钢相当。Cr8 型模具钢通过成分调整,降低M7C3型莱氏体碳化物含量,大幅度提高冲击韧性; 同时提高Mo、V 等强碳化物形成元素含量,以增加二次碳化物,保证碳化物总量,提高耐磨性; 加入Ni、Si 等非碳化物形成元素细化晶粒,强化基体,增强韧性。
    冷作模具钢主要用于冷态金属成形,如冷冲模、冷挤压模、冷镦模等。一般工作的实际温度低于200~ 300 ℃[1]。随着能源和环境问题的日益突出以及人们对安全的关注,高强度钢板被大量应用,而成形高强度钢板就要求冷作模具钢具有更好耐磨性与冲击韧性,为降低能耗,要求冷作模具钢易于加工,热处理简单并且变形小。传统高碳高铬Cr12 型模具钢( 简称Cr12 钢) 中碳化物偏析严重,基体中大块莱氏体碳化物处易产生应力集中而萌生裂纹。尽管耐磨性较好,但在高强度大冲击的服役条件下常因韧性不足而崩刃失效,并且该类模具材料机加工成本较高,迫切要求开发兼顾耐磨性具有高强韧性的模具钢。
     20 世纪80 年代,国外先后研制出含Cr 量约8%的Cr8 型模具钢( 简称Cr8 钢) ,如BOHLER K340、K360 等[2]。上海大学与宝钢特钢合作以Cr12MoV为基础成功开发出新型高强韧冷作模具钢SDC99,替代国内常用Cr12 钢,以提高效率降低能耗。SDC99钢一定程度上满足了工业发展需要,但仍需进一步开发高强韧高耐磨兼具优异切削性能的钢种。通过对比分析DC53、ASSAB88、Hitachi MetalsSLD-Magic 等类似钢种,全面评定新开发的SDC99 钢的质量。运用金属材料相图计算与性能模拟软件JMatPro 进行模拟,讨论Cr8 钢合金化原理,并为进一步开发兼具较好切削性能的模具钢提供理论依据。
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