金屬材料的強(qiáng)韌化

1、材料的強(qiáng)韌化材料的強(qiáng)韌化主講人：邵紅紅主講人：邵紅紅強(qiáng)韌化問題的主要著眼點在于強(qiáng)韌化問題的主要著眼點在于材料的性能。材料的性能。 調(diào)整化學(xué)成分調(diào)整化學(xué)成分 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒金屬材料的強(qiáng)韌化金屬材料的強(qiáng)韌化 形變熱處理形變熱處理 復(fù)相熱處理復(fù)相熱處理 下貝氏體強(qiáng)韌化下貝氏體強(qiáng)韌化復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)強(qiáng)度強(qiáng)度是材料抵抗變形和斷裂的能力。是材料抵抗變形和斷裂的能力。塑性塑性表示材料斷裂時總的塑變程度。表示材料斷裂時總的塑變程度。韌性韌性是材料變形和斷裂過程中吸收能量的能力，是材料變形和斷裂過程中吸收能量的能力，它是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。它是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。材料在塑性變形和斷裂全過程中吸收能量的材料在塑性變

2、形和斷裂全過程中吸收能量的多少表示韌性的高低多少表示韌性的高低小結(jié)：小結(jié)： 金屬強(qiáng)化基本原理金屬強(qiáng)化基本原理1固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化 （1）溶質(zhì)原子的原子數(shù)分?jǐn)?shù)越大，強(qiáng)化作）溶質(zhì)原子的原子數(shù)分?jǐn)?shù)越大，強(qiáng)化作用越大用越大（2）溶質(zhì)原子與基體金屬原子尺寸相差越）溶質(zhì)原子與基體金屬原子尺寸相差越大，強(qiáng)化作用越大大，強(qiáng)化作用越大（3）間隙型溶質(zhì)原子比置換原子有更大的）間隙型溶質(zhì)原子比置換原子有更大的固溶強(qiáng)化作用固溶強(qiáng)化作用（4）溶質(zhì)原子與基體金屬的價電子數(shù)相差）溶質(zhì)原子與基體金屬的價電子數(shù)相差越大，固溶強(qiáng)化越明顯。越大，固溶強(qiáng)化越明顯。2 細(xì)晶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化霍爾霍爾-佩奇公式：佩奇公式：s s=+K=+Ky

3、yd d-1/2-1/23、位錯強(qiáng)化、位錯強(qiáng)化（1） 晶體中的位錯達(dá)到一定值后，位錯間晶體中的位錯達(dá)到一定值后，位錯間的彈性交互作用增加了位錯運動的阻力?？傻膹椥越换プ饔迷黾恿宋诲e運動的阻力?？梢杂行У靥岣呓饘俚膹?qiáng)度。以有效地提高金屬的強(qiáng)度。流變應(yīng)力流變應(yīng)力 和位錯密度的關(guān)系：和位錯密度的關(guān)系：培萊培萊- -赫許公式赫許公式（2）加工硬化）加工硬化4、沉淀相顆粒強(qiáng)化、沉淀相顆粒強(qiáng)化（1 1）可變形微粒的強(qiáng)化作用）可變形微粒的強(qiáng)化作用切割機(jī)制切割機(jī)制適用于第二相粒子較軟并與基體共格的情形適用于第二相粒子較軟并與基體共格的情形。主要有以下幾方面的作用：主要有以下幾方面的作用：A A 位錯切過粒子后

4、產(chǎn)生新的界面，提高了界位錯切過粒子后產(chǎn)生新的界面，提高了界面能。面能。B B 若共格的粒子是一種有序結(jié)構(gòu)，位錯切過若共格的粒子是一種有序結(jié)構(gòu)，位錯切過之后，沿滑移面產(chǎn)生之后，沿滑移面產(chǎn)生反相疇反相疇，使位錯切過粒，使位錯切過粒子時需要附加應(yīng)力。子時需要附加應(yīng)力。C C 由于粒子的點陣常數(shù)與基體不一樣，由于粒子的點陣常數(shù)與基體不一樣，粒子周圍產(chǎn)生共格畸變，存在彈性應(yīng)變場，粒子周圍產(chǎn)生共格畸變，存在彈性應(yīng)變場，阻礙位錯運動。阻礙位錯運動。D D 由于粒子的層錯能與基體的不同，擴(kuò)由于粒子的層錯能與基體的不同，擴(kuò)展位錯切過粒子時，其寬度會產(chǎn)生變化，引展位錯切過粒子時，其寬度會產(chǎn)生變化，引起能量升高，從

5、而強(qiáng)化。起能量升高，從而強(qiáng)化。E E 由于基體和粒子中滑移面的取向不一由于基體和粒子中滑移面的取向不一致，螺型位錯線切過粒子時必然產(chǎn)生一割階，致，螺型位錯線切過粒子時必然產(chǎn)生一割階，而割階會妨礙整個位錯線的移動。而割階會妨礙整個位錯線的移動。增大粒子尺寸或增加體積分?jǐn)?shù)有利于提增大粒子尺寸或增加體積分?jǐn)?shù)有利于提高強(qiáng)度。高強(qiáng)度。（2 2）不可變形微粒的強(qiáng)化作用）不可變形微粒的強(qiáng)化作用奧羅萬機(jī)制奧羅萬機(jī)制適用于第二相粒子較硬并與基體界面為非共格適用于第二相粒子較硬并與基體界面為非共格的情形。的情形。使位錯線彎曲到曲率半徑為使位錯線彎曲到曲率半徑為R R時，所需的切應(yīng)力為時，所需的切應(yīng)力為 =Gb/=

6、Gb/（2R2R）設(shè)顆粒間距為）設(shè)顆粒間距為 則則=Gb/ =Gb/ Rmin=/2Rmin=/2只有當(dāng)外力大于只有當(dāng)外力大于Gb/ Gb/ 時，位錯線才能繞過粒子。時，位錯線才能繞過粒子。減小粒子尺寸或提高粒子的體積分?jǐn)?shù)，都使合金減小粒子尺寸或提高粒子的體積分?jǐn)?shù)，都使合金的強(qiáng)度提高。的強(qiáng)度提高。（3 3）粗大的沉淀相群體的強(qiáng)化作用）粗大的沉淀相群體的強(qiáng)化作用由兩個相混合組成的組織的強(qiáng)化主要是由于由兩個相混合組成的組織的強(qiáng)化主要是由于： 一個相對另一個相起阻礙塑性變形的作一個相對另一個相起阻礙塑性變形的作用，從而導(dǎo)致另一個相更大的塑性形變和加用，從而導(dǎo)致另一個相更大的塑性形變和加工硬化，直到末

7、形變的相開始形變?yōu)橹埂９び不?，直到末形變的相開始形變?yōu)橹?。在沉淀相之間顆粒可由不同的位錯增殖機(jī)在沉淀相之間顆?？捎刹煌奈诲e增殖機(jī)制效應(yīng)引入新的位錯。制效應(yīng)引入新的位錯。金屬韌化的原理金屬韌化的原理改善金屬材料韌性斷裂的途徑是：改善金屬材料韌性斷裂的途徑是：1 減少誘發(fā)微孔的組成相，如減少沉淀相數(shù)減少誘發(fā)微孔的組成相，如減少沉淀相數(shù)量。量。2 提高基體塑性，從而可增大在基體上裂紋提高基體塑性，從而可增大在基體上裂紋擴(kuò)展的能量消耗擴(kuò)展的能量消耗3 增加組織的塑性形變均勻性，這主要為了增加組織的塑性形變均勻性，這主要為了減少應(yīng)力集中減少應(yīng)力集中4 避免晶界的弱化，防止裂紋沿晶界的形核避免晶界的弱化

8、，防止裂紋沿晶界的形核與擴(kuò)展。與擴(kuò)展。金屬材料的強(qiáng)韌化性能金屬材料的強(qiáng)韌化性能從學(xué)術(shù)的角度對材料性能分類主要有兩種：從學(xué)術(shù)的角度對材料性能分類主要有兩種：（1）結(jié)構(gòu)不敏感的性能）結(jié)構(gòu)不敏感的性能由原子本身的基本特性決定的因素，如元素由原子本身的基本特性決定的因素，如元素的熔點、彈性模量、線膨脹系數(shù)、磁特性等的熔點、彈性模量、線膨脹系數(shù)、磁特性等結(jié)構(gòu)不敏感的性能表示了原子核的性質(zhì)。結(jié)構(gòu)不敏感的性能表示了原子核的性質(zhì)。（2）結(jié)構(gòu)敏感性能）結(jié)構(gòu)敏感性能 它們與材料的組織形態(tài)、晶粒大小、加它們與材料的組織形態(tài)、晶粒大小、加工經(jīng)歷等密切相關(guān)。強(qiáng)韌化主要是解決結(jié)構(gòu)工經(jīng)歷等密切相關(guān)。強(qiáng)韌化主要是解決結(jié)構(gòu)敏感

9、的性能。敏感的性能。性能是衡量材料和判定材料的依據(jù)。從性能是衡量材料和判定材料的依據(jù)。從工程應(yīng)用的角度來講，常提到的性能是使用工程應(yīng)用的角度來講，常提到的性能是使用性能和工藝性能。性能和工藝性能。 強(qiáng)度是在變形及斷裂過程中表現(xiàn)出來的強(qiáng)度是在變形及斷裂過程中表現(xiàn)出來的特性，因此研究變形及斷裂是研究強(qiáng)度的重特性，因此研究變形及斷裂是研究強(qiáng)度的重要手段和過程。要手段和過程。 相變和形變是研究材料的兩大領(lǐng)域，不相變和形變是研究材料的兩大領(lǐng)域，不合理的相變和變形不均勻時，會造成應(yīng)力集合理的相變和變形不均勻時，會造成應(yīng)力集中，達(dá)到一定程度就形成裂紋。中，達(dá)到一定程度就形成裂紋。 金屬強(qiáng)韌化從機(jī)理上劃分可分

10、為三種：金屬強(qiáng)韌化從機(jī)理上劃分可分為三種： w物理強(qiáng)韌化物理強(qiáng)韌化 金屬內(nèi)部晶體缺陷的作用和通過缺陷之金屬內(nèi)部晶體缺陷的作用和通過缺陷之間的相互作用，對晶體的力學(xué)性能產(chǎn)生一定間的相互作用，對晶體的力學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而改變金屬性能的現(xiàn)象。的影響，進(jìn)而改變金屬性能的現(xiàn)象。 (2)(2)化學(xué)強(qiáng)韌化化學(xué)強(qiáng)韌化指的是元素的本質(zhì)決定的因素以及元素指的是元素的本質(zhì)決定的因素以及元素的種類不同和元素的含量不同造成的材料性的種類不同和元素的含量不同造成的材料性能的改變。這里包括了元素之間的相互作用能的改變。這里包括了元素之間的相互作用和結(jié)合對性能帶來的影響，也包括元素的含和結(jié)合對性能帶來的影響，也包括元

11、素的含量不同造成的由量變到質(zhì)變的許多問題。量不同造成的由量變到質(zhì)變的許多問題。 (3)(3)機(jī)械強(qiáng)韌化機(jī)械強(qiáng)韌化 是一個與之完全不同的強(qiáng)韌化機(jī)理，除是一個與之完全不同的強(qiáng)韌化機(jī)理，除了結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀方面的機(jī)械原因外，主了結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀方面的機(jī)械原因外，主要指界面作用造成的強(qiáng)韌化。要指界面作用造成的強(qiáng)韌化。在界面上發(fā)生的行為和現(xiàn)象，用上述理在界面上發(fā)生的行為和現(xiàn)象，用上述理論不能概括、代替。如兩種材料組成復(fù)合材論不能概括、代替。如兩種材料組成復(fù)合材料形成了新的界面造成的強(qiáng)韌化和各相的幾料形成了新的界面造成的強(qiáng)韌化和各相的幾何尺寸變化造成的強(qiáng)韌化，這正是機(jī)械強(qiáng)韌何尺寸變化造成的強(qiáng)韌化，這正是機(jī)

12、械強(qiáng)韌化，它可以構(gòu)成獨立的體系值得進(jìn)一步研究化，它可以構(gòu)成獨立的體系值得進(jìn)一步研究。 一、物理強(qiáng)韌化一、物理強(qiáng)韌化 指的是利用金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素：即原子指的是利用金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素：即原子排列、晶體結(jié)構(gòu)、相的分布、大小與形狀等排列、晶體結(jié)構(gòu)、相的分布、大小與形狀等因素，控制、影響、改善金屬材料的力學(xué)性因素，控制、影響、改善金屬材料的力學(xué)性能的方法。這里晶體缺陷起了重要作用。能的方法。這里晶體缺陷起了重要作用。 位錯的交割位錯的交割 1 刃型位錯之間的交割刃型位錯之間的交割（1）兩個位錯相互垂直，兩個）兩個位錯相互垂直，兩個b也相互垂也相互垂直直 即即b1b2交割前交割前交割后交割后（2）兩個位錯相

13、互垂直，兩個）兩個位錯相互垂直，兩個b相互平行相互平行交割前交割前交割后交割后2 螺型位錯之間交割螺型位錯之間交割兩個相互垂直的螺位錯相向運動交割后的情況兩個相互垂直的螺位錯相向運動交割后的情況位錯間相互交割時的變化：位錯間相互交割時的變化：（1）不在同一個滑移上的位錯之間相互交）不在同一個滑移上的位錯之間相互交割，都發(fā)生對方割，都發(fā)生對方b大小的變化。大小的變化。（2）相互交割后位錯線上產(chǎn)生的一段折線，）相互交割后位錯線上產(chǎn)生的一段折線，若是扭折會在位錯線張力作用下自動消失，若是扭折會在位錯線張力作用下自動消失，而割階不會。而割階不會。（3）割階有兩種類型：一類可以隨位錯一）割階有兩種類型：

14、一類可以隨位錯一起滑移，另一類則不能滑移。起滑移，另一類則不能滑移。圖中陰影區(qū)域是圖中陰影區(qū)域是2323刃位錯多余半原子面的區(qū)域，刃位錯多余半原子面的區(qū)域，如果這段位錯沿滑移面移動，必然導(dǎo)致這個多余如果這段位錯沿滑移面移動，必然導(dǎo)致這個多余半原子面擴(kuò)大或縮小，即發(fā)生位錯大攀移。半原子面擴(kuò)大或縮小，即發(fā)生位錯大攀移。二、化學(xué)強(qiáng)韌化二、化學(xué)強(qiáng)韌化化學(xué)強(qiáng)韌化的核心意義是闡述元素以化化學(xué)強(qiáng)韌化的核心意義是闡述元素以化學(xué)相互作用方式強(qiáng)韌化的概念、內(nèi)涵、化學(xué)學(xué)相互作用方式強(qiáng)韌化的概念、內(nèi)涵、化學(xué)強(qiáng)化所面對的結(jié)合鍵和材料腐蝕的問題。強(qiáng)化所面對的結(jié)合鍵和材料腐蝕的問題。空位對位錯的作用空位對位錯的作用從物理意

15、義上講，晶體中的空位（和間從物理意義上講，晶體中的空位（和間隙原子）在不斷的運動狀態(tài)中存在，位錯對隙原子）在不斷的運動狀態(tài)中存在，位錯對空位的吸收和釋放，會造成位錯自身的攀移，空位的吸收和釋放，會造成位錯自身的攀移，位錯吸收一個空位，則位錯線在一個原子長位錯吸收一個空位，則位錯線在一個原子長度上攀移一個原子間距，反之亦然。度上攀移一個原子間距，反之亦然。如果晶體中的空位濃度偏離平衡濃度，如果晶體中的空位濃度偏離平衡濃度，則這些非平衡的空位由于具有額外的能量，則這些非平衡的空位由于具有額外的能量，將會對位錯造成一種攀移方向的作用力。將會對位錯造成一種攀移方向的作用力。由于非平衡空位的存在，對位錯

16、造成一由于非平衡空位的存在，對位錯造成一種作用力，這是一種化學(xué)力，稱為滲透力。種作用力，這是一種化學(xué)力，稱為滲透力。Fos= （KTb）/Valn（C/Co）C：空位濃度：空位濃度Co：空位的平衡濃度：空位的平衡濃度Va：空位體積：空位體積C Co，即空位過飽和，即空位過飽和， Fos 0，使正刃，使正刃型位錯型位錯向上向上攀移，負(fù)刃型位錯攀移，負(fù)刃型位錯向下向下攀移。攀移。C Co，即空位欠飽和，即空位欠飽和， Fos 0，使正刃，使正刃型位錯型位錯向下向下攀移，負(fù)刃型位錯攀移，負(fù)刃型位錯向上向上攀移。攀移。C= Co， Fos=0，無滲透力。，無滲透力。過飽和空位對正刃位錯一個向上攀移過飽

17、和空位對正刃位錯一個向上攀移的力，這在強(qiáng)烈變形或位錯塞積嚴(yán)重的情況的力，這在強(qiáng)烈變形或位錯塞積嚴(yán)重的情況下會使應(yīng)力得到適當(dāng)?shù)乃沙?，也因改變位錯下會使應(yīng)力得到適當(dāng)?shù)乃沙冢惨蚋淖兾诲e的分布而使應(yīng)力得到適當(dāng)?shù)乃沙冢@就是空的分布而使應(yīng)力得到適當(dāng)?shù)乃沙?，這就是空位的韌化（軟化）作用，這個作用在適當(dāng)?shù)奈坏捻g化（軟化）作用，這個作用在適當(dāng)?shù)臏囟雀黠@。溫度更明顯?？瘴粚w的韌化作用也體現(xiàn)在空位能空位對晶體的韌化作用也體現(xiàn)在空位能使擴(kuò)散加速。塑性變形的本質(zhì)不僅有位錯運使擴(kuò)散加速。塑性變形的本質(zhì)不僅有位錯運動造成的滑移，同時伴隨著原子的擴(kuò)散遷移。動造成的滑移，同時伴隨著原子的擴(kuò)散遷移。原子擴(kuò)散遷移的最有效

18、機(jī)制就是空位擴(kuò)原子擴(kuò)散遷移的最有效機(jī)制就是空位擴(kuò)散機(jī)制。散機(jī)制。高溫時鋼的強(qiáng)度損失機(jī)理高溫時鋼的強(qiáng)度損失機(jī)理1 p-N啟動自由位錯在晶體中運動所需的最小應(yīng)力啟動自由位錯在晶體中運動所需的最小應(yīng)力。baGNP12exp2該應(yīng)力與溫度關(guān)系很大，主要體現(xiàn)在晶體的該應(yīng)力與溫度關(guān)系很大，主要體現(xiàn)在晶體的點陣常數(shù)隨溫度變化方面。隨溫度升高原子點陣常數(shù)隨溫度變化方面。隨溫度升高原子的熱振動使位錯容易短程障礙物發(fā)生攀移而的熱振動使位錯容易短程障礙物發(fā)生攀移而流變應(yīng)力逐漸下降。流變應(yīng)力逐漸下降。2位錯攀移與交滑移位錯攀移與交滑移常溫下，位錯滑移被局限在特定的幾個常溫下，位錯滑移被局限在特定的幾個滑移面上。在較高

19、溫度下，點缺陷的運動可滑移面上。在較高溫度下，點缺陷的運動可以改變位錯的結(jié)構(gòu)或使位錯容易攀移。以改變位錯的結(jié)構(gòu)或使位錯容易攀移。當(dāng)溫度達(dá)到（當(dāng)溫度達(dá)到（0.50.7）Tm時，點缺陷時，點缺陷的數(shù)量大幅度增加，原子擴(kuò)散速度也很高，的數(shù)量大幅度增加，原子擴(kuò)散速度也很高，位錯的攀移和交滑移變得非常顯著。位錯的攀移和交滑移變得非常顯著。3 析出相粗化和長大析出相粗化和長大在高溫若停留時間足夠長，析出相粗化在高溫若停留時間足夠長，析出相粗化以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。彌散析出物的強(qiáng)化效果與其大小和間距彌散析出物的強(qiáng)化效果與其大小和間距密切相關(guān)。密切相關(guān)。4 釘扎原子脫離位錯釘扎原子脫離位錯高于一定臨

20、界溫度柯氏氣團(tuán)會蒸發(fā)，即高于一定臨界溫度柯氏氣團(tuán)會蒸發(fā)，即消除了位錯的釘扎作用。消除了位錯的釘扎作用。5 夾雜物粒子和第二相粒子脫離基體夾雜物粒子和第二相粒子脫離基體基體屈服后，由于變形機(jī)制的不同，基體屈服后，由于變形機(jī)制的不同，夾雜物粒子或第二相粒子脫離基體，降低鋼夾雜物粒子或第二相粒子脫離基體，降低鋼的強(qiáng)度。的強(qiáng)度。造成原因：造成原因：隨溫度變化而性能的變隨溫度變化而性能的變化不同導(dǎo)致有不同的變形特性；化不同導(dǎo)致有不同的變形特性；熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生熱應(yīng)力，與外熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生熱應(yīng)力，與外力疊加產(chǎn)生脫離。力疊加產(chǎn)生脫離。6 晶界滑移晶界滑移當(dāng)溫度高于當(dāng)溫度高于0.5Tm時，晶界滑移變得比時

21、，晶界滑移變得比較明顯。通常有一個內(nèi)聚溫度（也叫等強(qiáng)溫較明顯。通常有一個內(nèi)聚溫度（也叫等強(qiáng)溫度），這個溫度晶界強(qiáng)度和晶內(nèi)強(qiáng)度一樣大，度），這個溫度晶界強(qiáng)度和晶內(nèi)強(qiáng)度一樣大，高于這個溫度，晶界相對較弱，晶界滑動可高于這個溫度，晶界相對較弱，晶界滑動可以產(chǎn)生大量的變形，而變形抗力卻不很大。以產(chǎn)生大量的變形，而變形抗力卻不很大。三、模具選材及強(qiáng)韌化三、模具選材及強(qiáng)韌化我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點約我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點約2000020000余家，余家，從業(yè)人員約從業(yè)人員約5050萬人，年產(chǎn)值達(dá)萬人，年產(chǎn)值達(dá)250250億元左右；億元左右；商品模具約占商品模具約占1 13 3，其余為自產(chǎn)自用。從模，其余為自產(chǎn)自

22、用。從模具市場看，處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，特別是精具市場看，處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，特別是精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具，缺口更大。密、大型、復(fù)雜、長壽命模具，缺口更大。模具市場主要集中在汽車、摩托車、家模具市場主要集中在汽車、摩托車、家電、電子產(chǎn)品、通訊設(shè)備和儀器儀表等行業(yè)。電、電子產(chǎn)品、通訊設(shè)備和儀器儀表等行業(yè)。另外、通訊設(shè)備、另外、通訊設(shè)備、PVCPVC門窗和上下水管道及門窗和上下水管道及管接頭、鋁型材加工等都將成為模具的重要管接頭、鋁型材加工等都將成為模具的重要市場。市場。 模具的質(zhì)量包括模具的精度、表面光潔模具的質(zhì)量包括模具的精度、表面光潔度和模具壽命度和模具壽命3 3個方面。模具的精度和光潔

23、個方面。模具的精度和光潔度主要由機(jī)加工決定，而模具的壽命取決于度主要由機(jī)加工決定，而模具的壽命取決于設(shè)計、加工、材料、熱處理和使用操作等多設(shè)計、加工、材料、熱處理和使用操作等多個因素，其中材料和熱處理是影響模具使用個因素，其中材料和熱處理是影響模具使用壽命最重要的內(nèi)在因素。壽命最重要的內(nèi)在因素。 1 1影響模具使用壽命的基本因素影響模具使用壽命的基本因素 （1 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計）結(jié)構(gòu)設(shè)計 不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是造成模具早期不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是造成模具早期失效和熱處理變形開裂的重要因素。失效和熱處理變形開裂的重要因素。 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量避免尖銳的圓角模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量避免尖銳的圓角和過大的截

24、面變化。尖銳圓角引起的應(yīng)力集和過大的截面變化。尖銳圓角引起的應(yīng)力集中可高達(dá)平均計算應(yīng)力的中可高達(dá)平均計算應(yīng)力的1010多倍。多倍。 當(dāng)由于模具結(jié)構(gòu)的要求，尖銳圓角不當(dāng)由于模具結(jié)構(gòu)的要求，尖銳圓角不允許消除時，可將整體結(jié)構(gòu)改成組合式或?qū)⒃试S消除時，可將整體結(jié)構(gòu)改成組合式或?qū)A角的加工放在最終熱處理后進(jìn)行。圓角的加工放在最終熱處理后進(jìn)行。如內(nèi)四方頭螺栓，原設(shè)計用冷鐓模鐓如內(nèi)四方頭螺栓，原設(shè)計用冷鐓模鐓制，使用壽命制，使用壽命500500件，在沖頭圓角過渡應(yīng)力件，在沖頭圓角過渡應(yīng)力集中部位折斷；后來改進(jìn)設(shè)計，加大圓角過集中部位折斷；后來改進(jìn)設(shè)計，加大圓角過渡部位的半徑，由渡部位的半徑，由R R0.1

25、27mm0.127mm增大到增大到0.3810.3810.5mm0.5mm，壽命提高到，壽命提高到12000120002700027000件，仍在圓角過渡處斷裂失效；第二次改進(jìn)件，仍在圓角過渡處斷裂失效；第二次改進(jìn)設(shè)計成組合式，壽命提高到設(shè)計成組合式，壽命提高到100100，000000件，最件，最終以磨損失效終以磨損失效 （2 2）模具材料與熱處理）模具材料與熱處理 模具材料對模具壽命的影響反映在模模具材料對模具壽命的影響反映在模具材料的選擇是否正確、材質(zhì)是否良好和使具材料的選擇是否正確、材質(zhì)是否良好和使用是否合理用是否合理3 3個方面。個方面。模具選材原則：模具選材原則：（一）滿足工作條件

26、要求（一）滿足工作條件要求 1 耐磨性耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時，沿型腔坯料在模具型腔中塑性變性時，沿型腔表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產(chǎn)表面既流動又滑動，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。生劇烈的摩擦，從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。性能之一。 硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，況下，模具零件的硬度越高，磨損量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性還與材料中碳耐磨性也越好。另外，耐磨性還與材料中碳化物的種類、

27、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)?；锏姆N類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。 2 2 強(qiáng)韌性強(qiáng)韌性 模具的工作條件大多十分惡劣，有些模具的工作條件大多十分惡劣，有些常承受較大的沖擊負(fù)荷，從而導(dǎo)致脆性斷裂。常承受較大的沖擊負(fù)荷，從而導(dǎo)致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷，模具要為防止模具零件在工作時突然脆斷，模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。具有較高的強(qiáng)度和韌性。 模具的韌性主要取決于材料的含碳量、模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)。晶粒度及組織狀態(tài)。 3 3疲勞斷裂性能疲勞斷裂性能 模具工作過程中，在循環(huán)應(yīng)力的長期作模具工作過程中，在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能

28、量用下，往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂、接觸疲多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂、接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。 模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。 4 4 高溫性能高溫性能 當(dāng)模具的工作溫度較高時，會使硬度和當(dāng)模具的工作溫度較高時，會使硬度和強(qiáng)度下降，導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變強(qiáng)度下降，導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因此，模具材料應(yīng)具有較高的抗形而失效。因此，模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性，以保證模具在工作溫度下，具回火穩(wěn)定

29、性，以保證模具在工作溫度下，具有較高的硬度和強(qiáng)度。有較高的硬度和強(qiáng)度。5 5 耐冷熱疲勞性能耐冷熱疲勞性能 有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓交變應(yīng)力冷卻的狀態(tài)，使型腔表面受拉、壓交變應(yīng)力的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，的作用，引起表面龜裂和剝落，增大摩擦力，阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致阻礙塑性變形，降低了尺寸精度，從而導(dǎo)致模具失效。模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一，這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。一，這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。 （二）滿足工藝性能要求

30、（二）滿足工藝性能要求 模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削模具的制造一般都要經(jīng)過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應(yīng)具有良好造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應(yīng)具有小的氧化、脫碳敏感性可磨削性；還應(yīng)具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向。和淬火變形開裂傾向。 （三）滿足經(jīng)濟(jì)性要求（三）滿足經(jīng)濟(jì)性要求 模具選材必須考慮經(jīng)濟(jì)性這一原則，盡模具選材必須考慮經(jīng)濟(jì)性這一原則，盡可能地降低制造成本。因此，在滿足使用性可能地降低制造成本

31、。因此，在滿足使用性能的前提下，首先選用價格較低的，能用碳能的前提下，首先選用價格較低的，能用碳鋼就不用合金鋼，能用國產(chǎn)材料就不用進(jìn)口鋼就不用合金鋼，能用國產(chǎn)材料就不用進(jìn)口材料。材料。 另外，在選材時還應(yīng)考慮市場的生產(chǎn)和另外，在選材時還應(yīng)考慮市場的生產(chǎn)和供應(yīng)情況，所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，易購供應(yīng)情況，所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，易購買。買。塑料模具鋼選用時要兼顧其在塑料成塑料模具鋼選用時要兼顧其在塑料成形溫度下的強(qiáng)度、耐磨性和耐蝕性，同時還形溫度下的強(qiáng)度、耐磨性和耐蝕性，同時還應(yīng)考慮其加工性能和鏡面度。應(yīng)考慮其加工性能和鏡面度。熱處理不當(dāng)是導(dǎo)致模具早期失效的重?zé)崽幚聿划?dāng)是導(dǎo)致模具早期失效的重要因素

32、。熱處理對模具壽命的影響主要反映要因素。熱處理對模具壽命的影響主要反映在熱處理技術(shù)要求不合理和熱處理質(zhì)量不良在熱處理技術(shù)要求不合理和熱處理質(zhì)量不良兩個方面。統(tǒng)計資料表明，由于選材和熱處兩個方面。統(tǒng)計資料表明，由于選材和熱處理不當(dāng)，致使模具早期失效的約占理不當(dāng)，致使模具早期失效的約占7070。 （3 3）冷熱加工工藝）冷熱加工工藝 鍛造和機(jī)加工對模具壽命的影響，常鍛造和機(jī)加工對模具壽命的影響，常常被人們忽略，不正確的鍛造和機(jī)加工往往常被人們忽略，不正確的鍛造和機(jī)加工往往成為導(dǎo)致模具早期失效的關(guān)鍵。成為導(dǎo)致模具早期失效的關(guān)鍵。Cr12MoVCr12MoV鋼是國內(nèi)最常用的冷作模具鋼鋼是國內(nèi)最常用的冷

33、作模具鋼之一，屬于高碳高鉻萊氏體鋼，含有大量的之一，屬于高碳高鉻萊氏體鋼，含有大量的一次和二次碳化物，偏析很大。因此，改善一次和二次碳化物，偏析很大。因此，改善其碳化物分布狀況成為提高模具壽命的重要其碳化物分布狀況成為提高模具壽命的重要環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。共晶網(wǎng)狀碳化物難以通過熱處理消除，共晶網(wǎng)狀碳化物難以通過熱處理消除，必須通過鍛造使其細(xì)化并均勻化。必須通過鍛造使其細(xì)化并均勻化。對鋼坯從不同方向上進(jìn)行多次鐓粗和拉對鋼坯從不同方向上進(jìn)行多次鐓粗和拉拔，按拔，按“二輕一重二輕一重”法鍛造。鍛造比一般控法鍛造。鍛造比一般控制在制在2 22.52.5。利用鍛后余熱淬火，低溫回火，。利用鍛后余熱淬火，低溫回火

34、，可獲得隱針馬氏體加細(xì)小彌散分布的碳化物可獲得隱針馬氏體加細(xì)小彌散分布的碳化物和少量殘留奧氏體，可大幅度提高模具的使和少量殘留奧氏體，可大幅度提高模具的使用壽命。用壽命。 不正確的機(jī)加工可能在以下不正確的機(jī)加工可能在以下3 3個方面導(dǎo)致個方面導(dǎo)致模具早期失效：模具早期失效：不當(dāng)?shù)那邢?，形成尖銳圓角或過小的圓角不當(dāng)?shù)那邢?，形成尖銳圓角或過小的圓角半徑時常造成應(yīng)力集中，使模具早期失效；半徑時常造成應(yīng)力集中，使模具早期失效；表面光潔度不夠，存在不允許的刀痕，常表面光潔度不夠，存在不允許的刀痕，常常使模具因早期疲勞破壞而失效；常使模具因早期疲勞破壞而失效；機(jī)加工沒有完全均勻地去除軋制和鍛造形機(jī)加工沒有

35、完全均勻地去除軋制和鍛造形成的脫碳層，致使模具熱處理后形成軟點和成的脫碳層，致使模具熱處理后形成軟點和過大的殘余應(yīng)力導(dǎo)致模具早期失效。過大的殘余應(yīng)力導(dǎo)致模具早期失效。 2 2 模具的服役條件、失效方式及對模具模具的服役條件、失效方式及對模具鋼性能的要求鋼性能的要求 （1 1）冷鐓模）冷鐓模 冷鐓被廣泛地用于生產(chǎn)緊固件，如螺釘冷鐓被廣泛地用于生產(chǎn)緊固件，如螺釘和鉚釘?shù)?。適合冷鐓的材料有低碳鋼絲或棒和鉚釘?shù)?。適合冷鐓的材料有低碳鋼絲或棒材（材（757578HRB78HRB）、銅和銅合金、鋁和鋁合）、銅和銅合金、鋁和鋁合金、不銹鋼及含碳量低于金、不銹鋼及含碳量低于0.440.44的中碳鋼絲的中碳鋼絲

36、（球化退火）。（球化退火）。 冷鐓模具表面要求高硬度（冷鐓模具表面要求高硬度（60HRC60HRC），），硬材料的冷鐓模具要整體淬硬，以防壓塌；硬材料的冷鐓模具要整體淬硬，以防壓塌；在保證不堆塌的前提下，為了使模具有足夠在保證不堆塌的前提下，為了使模具有足夠的韌性，防止開裂，冷鐓模具的心部硬度以的韌性，防止開裂，冷鐓模具的心部硬度以404050HRC50HRC為宜。為宜。常用的冷鐓模具鋼有常用的冷鐓模具鋼有T10AT10A、9SiCr9SiCr、9Cr29Cr2、Cr12MoVCr12MoV等，凹模鑲塊可用等，凹模鑲塊可用Cr12MoVCr12MoV、W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2、

37、WCWC（含（含13%13%2525CoCo）、）、W18Cr4VW18Cr4V鋼制造，形狀復(fù)雜、沖擊大的凸?？射撝圃欤螤顝?fù)雜、沖擊大的凸?？刹捎媚蜎_擊鋼采用耐沖擊鋼5CrW2Si5CrW2Si、60Si2Mn60Si2Mn和基體鋼。和基體鋼。 （2 2）冷擠壓模）冷擠壓模 冷擠壓沖頭承受較大的動載荷，為防冷擠壓沖頭承受較大的動載荷，為防止模具早期疲勞失效，應(yīng)避免過大的應(yīng)力集止模具早期疲勞失效，應(yīng)避免過大的應(yīng)力集中，并應(yīng)注意沖頭的穩(wěn)定性，沖頭的長徑比中，并應(yīng)注意沖頭的穩(wěn)定性，沖頭的長徑比（LDLD）不能過大，擠壓鋼件時，）不能過大，擠壓鋼件時，LD31LD31，擠壓銅及其合金，擠壓銅及其合金

38、LD51LD51，擠壓鋁及其合金擠壓鋁及其合金LD101LD101。 低中碳鋼的冷擠壓模具要求有高的硬度低中碳鋼的冷擠壓模具要求有高的硬度（595966HRC66HRC），高的抗壓屈服強(qiáng)度和適當(dāng)），高的抗壓屈服強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)捻g性。常用的模具材料有的韌性。常用的模具材料有Cr12MoVCr12MoV、W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2鋼和基體鋼等。鋼和基體鋼等。鋁合金冷擠壓?？刹捎娩X合金冷擠壓?？刹捎肨7AT7A、T10AT10A、Cr12Cr12、Cr12MoVCr12MoV、GCr15GCr15、9SiCr9SiCr和和CrWMnCrWMn等等鋼制造。鋼制造。 3 3 模具的強(qiáng)韌化熱處理

39、與工藝優(yōu)化模具的強(qiáng)韌化熱處理與工藝優(yōu)化 金屬模具的失效大部分是由斷裂、磨金屬模具的失效大部分是由斷裂、磨損和變形而引起，其主要原因是熱處理不當(dāng)損和變形而引起，其主要原因是熱處理不當(dāng)和模具加工不良。和模具加工不良。模具熱處理包括預(yù)先熱處理和最終熱模具熱處理包括預(yù)先熱處理和最終熱處理，熱處理的最終目的是使模具有良好的處理，熱處理的最終目的是使模具有良好的表面質(zhì)量和強(qiáng)度、塑性和韌性的合理配合。表面質(zhì)量和強(qiáng)度、塑性和韌性的合理配合。 （1 1）預(yù)先熱處理）預(yù)先熱處理 冷作模具鋼含碳量較高，最常用的預(yù)冷作模具鋼含碳量較高，最常用的預(yù)先熱處理是球化退火，以便獲得細(xì)小、均勻先熱處理是球化退火，以便獲得細(xì)小、

40、均勻的球形碳化物分布。當(dāng)常規(guī)球化退火工藝效的球形碳化物分布。當(dāng)常規(guī)球化退火工藝效果不理想時，可采用調(diào)質(zhì)取代，也可利用鍛果不理想時，可采用調(diào)質(zhì)取代，也可利用鍛后余熱直接進(jìn)行球化退火或循環(huán)球化退火工后余熱直接進(jìn)行球化退火或循環(huán)球化退火工藝。藝。 舉例舉例1：某廠從國外引進(jìn)了某廠從國外引進(jìn)了1 1臺先進(jìn)的軋絲機(jī)，臺先進(jìn)的軋絲機(jī)，用來軋制梯形絲杠，軋絲模用用來軋制梯形絲杠，軋絲模用Cr12MoVCr12MoV制造。制造。原模具加工流程為鍛造原模具加工流程為鍛造球化退火球化退火粗車粗車精加工精加工淬火淬火+ +回火回火磨削磨削時效時效精磨。精磨。模具壽命只有幾百件，都為脆性開裂而失效。模具壽命只有幾百件

41、，都為脆性開裂而失效。改進(jìn)工藝是在粗車和精切加工之間增加了一改進(jìn)工藝是在粗車和精切加工之間增加了一道高溫調(diào)質(zhì)工序。并將回火溫度由道高溫調(diào)質(zhì)工序。并將回火溫度由250250提提高到高到400400。 Cr12MoVCr12MoV鋼球化退火工藝鋼球化退火工藝 Cr12MoV鋼高溫調(diào)質(zhì)工藝鋼高溫調(diào)質(zhì)工藝 Cr12MoVCr12MoV鋼軋絲模淬火鋼軋絲模淬火+ +回火工藝回火工藝 舉例舉例2：自行車中接頭冷擠成型，冷擠沖頭外形自行車中接頭冷擠成型，冷擠沖頭外形尺寸如圖尺寸如圖9 9所示。沖頭材料為所示。沖頭材料為Cr12Cr12鋼，加工鋼，加工工藝流程如下：鍛造工藝流程如下：鍛造球化退火球化退火機(jī)械加

42、工機(jī)械加工熱處理熱處理打光。熱處理采用打光。熱處理采用980980加熱，加熱，280280回火，硬度為回火，硬度為606062HRC62HRC。壽命為。壽命為7000700080008000件，因脆斷、崩刃、掉塊而失效。件，因脆斷、崩刃、掉塊而失效。采用調(diào)質(zhì)處理取代球化退火、使沖頭壽采用調(diào)質(zhì)處理取代球化退火、使沖頭壽命提高到命提高到1010萬件以上。萬件以上。 （2 2）工模具的深冷處理）工模具的深冷處理 工模具鋼的深冷處理可以在淬火和回火工模具鋼的深冷處理可以在淬火和回火工序之間進(jìn)行或在淬火回火后進(jìn)行。工序之間進(jìn)行或在淬火回火后進(jìn)行。 當(dāng)深冷處理在淬火后立即進(jìn)行時，一方當(dāng)深冷處理在淬火后立即

43、進(jìn)行時，一方面發(fā)生殘留奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，另一方面發(fā)生殘留奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，另一方面熱力學(xué)不穩(wěn)定的馬氏體將析出大量微細(xì)碳面熱力學(xué)不穩(wěn)定的馬氏體將析出大量微細(xì)碳化物，使鋼的硬度升高，但韌性有所下降?；?，使鋼的硬度升高，但韌性有所下降。 淬火回火后再進(jìn)行深冷處理，由于殘淬火回火后再進(jìn)行深冷處理，由于殘留奧氏體已經(jīng)在回火過程中完成了轉(zhuǎn)變，故留奧氏體已經(jīng)在回火過程中完成了轉(zhuǎn)變，故鋼的硬度只略有升高或保持不變，但由于大鋼的硬度只略有升高或保持不變，但由于大量的細(xì)小分散的碳化物由馬氏體中析出，降量的細(xì)小分散的碳化物由馬氏體中析出，降低了馬氏體的過飽和度和內(nèi)應(yīng)力，改善了鋼低了馬氏體的過飽和度和內(nèi)應(yīng)力

44、，改善了鋼的韌性。的韌性。 深冷處理在提高模具鋼的力學(xué)性能和延深冷處理在提高模具鋼的力學(xué)性能和延長模具壽命方面效果顯著，屬于簡單易行的長模具壽命方面效果顯著，屬于簡單易行的強(qiáng)韌性處理工藝。強(qiáng)韌性處理工藝。例如：例如：Cr12MoVCr12MoV鋼經(jīng)鋼經(jīng)10301030加熱淬火，加熱淬火，180180回火，回火，196196深冷處理，深冷處理，200200回火，回火，其其A Ak k值比常規(guī)熱處理提高值比常規(guī)熱處理提高2121，使某扇形沖，使某扇形沖壓模具的壽命提高壓模具的壽命提高1.51.52 2倍倍 Cr12MoVCr12MoV鋼經(jīng)鋼經(jīng)10301030加熱淬火，加熱淬火，100100回火，回

45、火，160160深冷處理深冷處理2h2h，500500回火兩次，回火兩次，與常規(guī)熱處理相比，其沖擊韌度變化不大，與常規(guī)熱處理相比，其沖擊韌度變化不大，硬度提高硬度提高1 12HRC2HRC，抗彎強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度bbbb提高約提高約5 5，耐磨性大幅度提高，可使耐磨性大幅度提高，可使M12M12螺母冷鐓模壽螺母冷鐓模壽命提高命提高2 2倍，鋁合金擠壓模壽命提高倍，鋁合金擠壓模壽命提高1 1倍以上倍以上 深冷處理既可以用于冷作模具，也可以深冷處理既可以用于冷作模具，也可以用于熱作模具。用于熱作模具。3Cr2W8V3Cr2W8V鋼制造的軸承套圈鋼制造的軸承套圈熱沖模，經(jīng)熱沖模，經(jīng)10501050加熱淬

46、火加熱淬火620620回火回火2h2h深冷處理深冷處理180180回火回火2h2h，其使用壽命較，其使用壽命較常規(guī)處理模具提高常規(guī)處理模具提高1 1倍以上倍以上 學(xué)者們研究表明：學(xué)者們研究表明：深冷處理深冷處理7CrMo2V2Si7CrMo2V2Si（LDLD）過程中，微）過程中，微細(xì)碳化物在馬氏體的位錯線和孿晶面等微觀細(xì)碳化物在馬氏體的位錯線和孿晶面等微觀缺陷處析出，認(rèn)為是從深冷溫度（缺陷處析出，認(rèn)為是從深冷溫度（196196）到室溫，相當(dāng)于在低溫范圍內(nèi)加熱過程中析到室溫，相當(dāng)于在低溫范圍內(nèi)加熱過程中析出的微細(xì)碳化物，并不是在深冷保溫階段析出的微細(xì)碳化物，并不是在深冷保溫階段析出的。出的。在

47、研究深冷處理對高速鋼紅硬性及耐磨在研究深冷處理對高速鋼紅硬性及耐磨性的影響時，發(fā)現(xiàn)在性的影響時，發(fā)現(xiàn)在196196低溫下慢速長低溫下慢速長時深冷處理的效果優(yōu)于在相同溫度下快速短時深冷處理的效果優(yōu)于在相同溫度下快速短時深冷處理，表明微細(xì)碳化物析出等組織變時深冷處理，表明微細(xì)碳化物析出等組織變化也與深冷時間有關(guān)，看來碳化物的析出機(jī)化也與深冷時間有關(guān)，看來碳化物的析出機(jī)理尚需進(jìn)一步研究理尚需進(jìn)一步研究 （3 3）模具的降溫淬火）模具的降溫淬火 W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2、W18Cr4VW18Cr4V和和Cr12MoVCr12MoV等冷作等冷作模具鋼，在正常淬火加熱溫度下淬火，由于模具鋼

48、，在正常淬火加熱溫度下淬火，由于合金碳化物的溶解，基體中含有較高的碳量合金碳化物的溶解，基體中含有較高的碳量及合金元素，強(qiáng)度和硬度高但塑韌性不足，及合金元素，強(qiáng)度和硬度高但塑韌性不足，使用中常因斷裂而早期失效。使用中常因斷裂而早期失效。例如：例如：W18Cr4VW18Cr4V鋼在鋼在1150115012001200加熱加熱淬火，淬火，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2鋼在鋼在1140114011601160加熱淬加熱淬火，可以改善基體的塑韌性，減小脆性開裂火，可以改善基體的塑韌性，減小脆性開裂傾向，延長模具使用壽命。傾向，延長模具使用壽命。 汽車儀表溫度補(bǔ)償片沖裁模原用汽車儀表溫度補(bǔ)償片

49、沖裁模原用CrWMnCrWMn和和T10AT10A鋼制造。使用過程中常因早期磨損、鋼制造。使用過程中常因早期磨損、崩刃、折斷失效，壽命平均崩刃、折斷失效，壽命平均2000200030003000件，件，改用改用W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2高速鋼制造，采用高速鋼制造，采用11501150加加熱淬火，熱淬火，2002001h1h兩次回火的低溫淬火和兩次回火的低溫淬火和低溫回火熱處理工藝，使模具具有良好的強(qiáng)低溫回火熱處理工藝，使模具具有良好的強(qiáng)度、韌性配合，壽命提高了度、韌性配合，壽命提高了3030多倍。多倍。 （4 4）模具的高溫淬火）模具的高溫淬火 對于對于3Cr2W8V3Cr2W8

50、V、H13H13、5CrNiMo5CrNiMo和和5CrMnMo5CrMnMo等熱作模具鋼，采用高于常規(guī)淬火溫度加熱等熱作模具鋼，采用高于常規(guī)淬火溫度加熱淬火，以減少鋼中的碳化物數(shù)量，改善碳化淬火，以減少鋼中的碳化物數(shù)量，改善碳化物形態(tài)、尺寸和分布，獲得更多的板條馬氏物形態(tài)、尺寸和分布，獲得更多的板條馬氏體，能夠提高模具的斷裂韌度和熱疲勞抗力，體，能夠提高模具的斷裂韌度和熱疲勞抗力，延長模具的使用壽命。延長模具的使用壽命。 3Cr2W8V3Cr2W8V鋼的常規(guī)淬火加熱溫度為鋼的常規(guī)淬火加熱溫度為1075107511251125，淬油，淬油，560560580580回火，硬回火，硬度為度為404

51、046HRC46HRC。使用中發(fā)現(xiàn)許多熱擠壓模。使用中發(fā)現(xiàn)許多熱擠壓模具由于模具工作溫度較高，往往因模具的熱具由于模具工作溫度較高，往往因模具的熱穩(wěn)定性不夠，工作不久即發(fā)生強(qiáng)度、硬度和穩(wěn)定性不夠，工作不久即發(fā)生強(qiáng)度、硬度和耐磨性下降，模具因塌陷或早期磨損失效。耐磨性下降，模具因塌陷或早期磨損失效。當(dāng)承受較大沖擊載荷時，又會因為模具熱疲當(dāng)承受較大沖擊載荷時，又會因為模具熱疲勞抗力不良和韌性不足而發(fā)生早期開裂。勞抗力不良和韌性不足而發(fā)生早期開裂。 3Cr2W8V3Cr2W8V鋼含有大量鋼含有大量CrCr、W W、V V等難熔合等難熔合金碳化物，這些合金碳化物在較低淬火溫度金碳化物，這些合金碳化物在

52、較低淬火溫度下，不能充分溶解于奧氏體中，如下，不能充分溶解于奧氏體中，如3Cr2W8V3Cr2W8V鋼退火后，含有約鋼退火后，含有約1212的碳化物，的碳化物，11001100加加熱淬火，只有熱淬火，只有6 6左右的碳化物能夠溶解，左右的碳化物能夠溶解，因此，不能充分發(fā)揮合金元素提高鋼的淬透因此，不能充分發(fā)揮合金元素提高鋼的淬透性和抗回火穩(wěn)定性的作用。鋼的熱穩(wěn)定性隨性和抗回火穩(wěn)定性的作用。鋼的熱穩(wěn)定性隨著淬火溫度的提高而提高。著淬火溫度的提高而提高。 從提高模具熱穩(wěn)定性的角度，應(yīng)該盡可從提高模具熱穩(wěn)定性的角度，應(yīng)該盡可能的提高能的提高3Cr2W8V3Cr2W8V鋼的淬火加熱溫度，但是，鋼的淬火

53、加熱溫度，但是，問題是鋼的晶粒會隨著淬火加熱溫度的升高問題是鋼的晶粒會隨著淬火加熱溫度的升高而長大，導(dǎo)致韌性和熱疲勞性能的下降，為而長大，導(dǎo)致韌性和熱疲勞性能的下降，為此可適當(dāng)提高回火溫度予以補(bǔ)償。此可適當(dāng)提高回火溫度予以補(bǔ)償。原工藝為原工藝為10501050加熱淬火，加熱淬火，620620回火回火2 2次，新工藝次，新工藝1200，680回火回火2次。次。 （5 5）模具的復(fù)相強(qiáng)韌化熱處理）模具的復(fù)相強(qiáng)韌化熱處理 模具鋼得到下貝氏體馬氏體復(fù)相組織，可模具鋼得到下貝氏體馬氏體復(fù)相組織，可以同時提高鋼的強(qiáng)度和韌性。以同時提高鋼的強(qiáng)度和韌性。Cr12Cr12鋼采用鋼采用990990加熱淬火加熱淬火280280分級淬火分級淬火180180低溫回火，其低溫回火，其C C型缺口沖擊韌度型缺口沖擊韌度aKaK為為9.33J9.33Jcmcm2 2；采用；采用10301030加熱淬火加熱淬火280280等溫等溫2h2h180180回火，組織中約含有回火，組織中約含有8 8左右的下貝氏體，左右的下貝氏體，aKaK值為值為14