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高强度钢430RM2的淬火回火工艺及应用

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:2)淬火温度1125℃,抗弯强度3200MPa,回火温度450℃/500℃/550℃/600℃,抗弯强度3350MPa/3550MPa/3600MPa/3400MPa。淬火温度1150℃,抗弯强度3450MPa。3)淬火温度1130℃,抗压强度2400MPa,回火温度200℃/300℃/400℃/500℃/550℃/700℃,抗压强度2400MPa/2250MPa/2200MPa/2050MPa/2050MPa/2200MPa/750MPa。9)制作的齿轮精锻模具,使用寿命比4Cr5MoV1Si钢模具提高一倍以上,如原使用寿命为715~1700件的半轴,改用RM2钢后,可提高模具使用寿命至1449~3427件。

高强度钢430RM2的淬火回火工艺及应用

(1)材料的特性

5Cr4W5Mo2V钢代号为RM2,是中碳钨钼系高热强性热作模具钢,机械压力机模块用钢牌号,系我国自行研制的热挤压、精密锻造模具钢。该钢是一种多用途基体钢,既可用于热作模具,也可用于冷作模具,已纳入GB 1299—1985国家标准中。该钢具有较高碳含量,合金元素总质量分数为12%,过剩碳化物的体积分数为5%,其工作温度可达660~700℃,因而具有较高的硬度、耐磨性、耐回火性及热稳定性。该钢还具有极高的高温强度、热硬性能和高温耐磨性能。可进行一般热处理或等温热处理和化学热处理,其韧性和抗热疲劳性能低于H13钢。该钢与3Cr2W8V钢相比,热磨损性能以及可加工性均较好,但室温和高温的韧性及抗拉强度较低。

采用该钢时,必须进行充分的预热,并应避免喷水冷却,以油冷、水雾冷却和水内冷却为主,若采用喷水强制冷却,则容易出现早期热疲劳开裂。

(2)供货状态

退火态,硬度≤269HBW,压痕直径≥3.7mm。

(3)化学成分

该钢化学成分(质量分数):C0.40%~0.50%、Si≤0.40%、Mn≤0.40%、Cr3.40%~4.40%、Mo1.50%~2.10%、W4.50%~5.30%、V0.70%~1.10%。

(4)物理、力学性能

1)临界点温度:Ac1=836℃、Ac3=893℃、Ar1=744℃、Ar3=816℃、Ms=250℃。

2)淬火温度1125℃,抗弯强度3200MPa,回火温度450℃/500℃/550℃/600℃,抗弯强度3350MPa/3550MPa/3600MPa/3400MPa。

淬火温度1150℃,抗弯强度3450MPa。

3)淬火温度1130℃,抗压强度2400MPa,回火温度200℃/300℃/400℃/500℃/550℃/700℃,抗压强度2400MPa/2250MPa/2200MPa/2050MPa/2050MPa/2200MPa/750MPa。

4)冲击韧度(夏比U形试样):1050℃加热,450℃、30min等温,600℃回火,冲击韧度22J/cm2;1130℃淬火,160℃回火,冲击韧度17J/cm2;1130℃淬火,600℃回火,冲击韧度22J/cm2

(5)高温物理、力学性能(试样经1130℃淬火,630℃回火)

1)试验温度:300℃/350℃/400℃/450℃/500℃/550℃/600℃/650℃,高温抗拉强度:1700MPa/1650MPa/1620MPa/1600MPa/1500MPa/1350MPa/1150MPa/900MPa。

2)试验温度:200℃/300℃/400℃/500℃/550℃/600℃/650℃/700℃,高温冲击韧度:15J/cm2/22.6J/cm2/20.5J/cm2/21.9J/cm2/22.5J/cm2/25.9J/cm2/23.6J/cm2/43.3J/cm2

3)试验温度:200℃/300℃/400℃/500℃/600℃/650℃,高温硬度:540HV/520HV/480HV/450HV/340HV/250HV。

4)线胀系数:温度20~100℃/20~200℃/20~300℃/20~400℃/20~500℃/20~600℃/20~700℃,线胀系数10.6×10-6K-1/10.02×10-6K-1/10.04×10-6K-1/10.06×10-6K-1/10.06×10-6K-1/11.92×10-6K-1/11.50×10-6K-1

5)热导率:温度:100℃/210℃/510℃/610℃/800℃/900℃,热导率0.070[W/(m·K)]/0.081[W/(m·K)]/0.078[W/(m·K)]/0.075[W/(m·K)]/0.071[W/(m·K)]/0.073[W/(m·K)]。

(6)热加工规范

加热温度1170~1190℃,开始温度1120~1150℃,终止温度≥850℃,热加工后在600~850℃区间应快冷,以免沿晶界析出碳化物,在≤600℃缓冷。

(7)球化退火规范(www.xing528.com)

退火温度(870±10)℃,保温3h,降温到(730±10)℃,保温4h,炉冷到≤500℃,出炉空冷。

球化退火后硬度200HBW,球化组织为2级。

(8)淬火、回火规范

预热温度500℃,保温2h,第二次预热温度860℃,保温2h,升至淬火温度(1140±10)℃,保温30min,油冷至180~200℃,出油空冷,600~610℃×2h空冷回火两次。

(9)气体软氮化处理规范

氮化温度530℃,保持24h,介质为三乙醇胺,然后再经4h扩散,渗氮层深度为0.2mm。

(10)辉光离子氮化规范

在30kV·A辉光离子氮化炉中保持10h,渗氮层深度为0.13mm,表面硬度可达64~67HRC。

(11)液体渗硼规范

渗硼在970℃的硼砂、碳化硅溶液中进行,保温6h以后,渗层厚度为0.05~0.06mm。

(12)典型应用举例

1)适用于制作小型精锻模、平锻模、压印模凸模、热挤压凸模及切边模、辊锻模等。

2)由于该钢比3Cr2W8V钢具有较高的热强性、耐磨性及热稳定性,用其制作的模具使用寿命比3Cr2W8V钢普遍提高2~3倍,个别模具可提高10~20倍。

3)特别适用于铜合金挤压模具、温锻模具和冲击载荷较小的热挤冲头模具。

4)在切边模具、齿轮精锻模具、轴承环挤压冲头、不锈钢餐具滚轧模具中应用使用寿命都远高于原用H13钢、3Cr2W8V模具钢。

5)多用于制作热挤压模具,以代替3Cr2W8V钢。

6)适合于制作有高的高温强度和抗磨损性能的热作模具,可代替3Cr2W8V钢,模具使用寿命可提高2~4倍。

7)适宜制作600~650℃的精锻模、热辊轧模、热冲头、中小型机锻镶块模等。

8)与3Cr2W8V钢一样工作温度较高,但截荷较平稳,不适用强冷却的模具。

9)制作的齿轮精锻模具,使用寿命比4Cr5MoV1Si钢模具提高一倍以上,如原使用寿命为715~1700件的半轴,改用RM2钢后,可提高模具使用寿命至1449~3427件。

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