2012冷沖壓模具選材及熱處理工藝方案設(shè)計

1、2012冷沖壓模具選材及熱處理工藝方案設(shè)計西安工業(yè)大學(xué)西安工業(yè)大學(xué)姓名 羅水華 專業(yè) 金屬材料工程 班級B090210學(xué)號B090210112012年12月1日2013年1月3日1西安工業(yè)大學(xué)設(shè)計項II：冷沖壓模具及熱處理工藝方案設(shè)計2012 11 15 2013 1 3完成期限：自年 月 日至年 月 日系別：機電信息系班級：B090210學(xué)生姓名：羅水華指導(dǎo)教師：劉健康批準日期：2西安工業(yè)大學(xué)摘要從當今世界范圍的模具材料發(fā)展來看，無論是材料的品格、規(guī)格，或是材料的 質(zhì)量和數(shù)量，都可以基本滿足現(xiàn)代模具工業(yè)的需要。但對于一個具體的模具零件而 言，欲從眾多模具材料中挑選出最能滿足其使用性能要求的材

2、料，并制定出與該性 能要求相匹配的合理的熱處理方案，則不是一件容易的事。冷作模具材料LI前我國 常用的冷作模具鋼大致分為四大類:碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合9金。尺寸小、形狀簡單、輕負荷的冷作模具通常用碳素工具鋼制作;模具壽命不 高、尺寸大、形狀復(fù)雜;輕負荷的冷作模具一般用低合金工具鋼:尺寸大、形狀復(fù)雜; 重負荷的冷作模具需采用中合金或高合金工具鋼;受沖擊負荷且模刃單薄的冷作模 具一般選用高韌性模具鋼;尺寸精度要求高、壽命長的模具則要選擇粉末高速鋼、 硬質(zhì)合金等高檔材料。市場流通仍以傳統(tǒng)的老材料為主，新型的冷作模具鋼，如DS、GD、CH、LD、GM、ER5、65Nb012A1、LM2

3、、RM2等20兒個品牌應(yīng)用等不普遍 作為課題研究，要了解冷沖壓模具鋼的熱處理丄藝，應(yīng)選用成熟普遍的鋼種來實 踐。關(guān)鍵詞:冷沖壓模具;模具材料:熱處理工藝。目錄4 1.1本課題內(nèi)容概述,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,0 1 2 1 Jljf勺牙U Al!、,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9, 01. 2. 2課題的研究內(nèi)容小,小5西安工業(yè)大學(xué)1.3論文的組織結(jié)構(gòu)第二章 實驗方案2 1屜4 3,9,9 ” ,9 ” ,9,9 ” ,9 ” ,9 ” ,9,9 ” ,9 ” ,9 ” ,9,9 ” 6笫一章前言2. 1.

4、 12. 1. 22. 1. 3冷沖壓模具主要損壞形式2. 1.4沖頭材料的性能要求小72. 1. 5材料的選用2. 2加熱設(shè)備的選擇9W9,W9,2. 2. 1熱處理設(shè)備概論9 2.3本課題的研究方案11 3.3 9SiCr鋼回火,9 W9”,9,9”,9 W9”,9,9”,9 W9”,9,9”,9 1 3” 9”9,9 ” ,9,9 ” ,9W9 ” ,9,9 ” ,9 W9,9 14 4. 1金相組織分析4.2 9SiCr鋼失效分析1 0 SbTti ” ” ” ,9 99 ” ,9” ,9 99 ” ,9” ,9 99 ” ,91 031第一章、前言4西安工業(yè)大學(xué)1、刖舌1.2課題的研

5、究LI的和意義本課題主要研究冷沖壓模具沖頭熱處理工藝的的設(shè)計，即為了達到工件所要求 的性能，而采取正確的熱處理工藝。常用的的熱處理工藝主要有正火，球化退火退 火，淬火，回火。同一種材料，經(jīng)過不同的熱處理工藝可以獲得不同的性能和組 織，且性能上會有較大的差別。本課題的LI的在于了解各種熱處理工藝的優(yōu)缺點，最終根據(jù)材料確定一個最適 合的2. 2.2電阻爐的選擇WW” WWW” WWW”,9 102. 3. 1本課題研究過程總述2. 3.2實驗設(shè)備2. 3.3實驗材料2. 3.4實驗步驟,10第三章熱處理工藝,9,9,9 W9”,9,9,9,9 W9”,9,9,9,9 W9”11 3. 1原始組織,

6、9 WWW” WWW” WWW” W 11 3. 29SiCr鋼淬火9,9,9 ,”,9,9,9,9 ,”,9,9,9,9 ,”,9,9,9,16致謝熱處理丄藝。在了解熱處理工藝的作用的前提下，利用其使原材料性能得到顯 著提升。這對于我國冷作模具的改進有重要意義，在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用前途一片光 明，所以搞好這樣的課題研究也是對社會的一種貢獻1.2.1本課題研究的內(nèi)容 概述該課題主要內(nèi)容是擬采用直徑為50mm,長50mm的棒狀9SiCr鋼試樣，進行熱處 理，然后打磨試樣，觀察金相組織。并結(jié)合碩度實驗來獲取9SiCr鋼達到機械性 能，物理性能，工藝性能等，從而得到最適宜的熱處理工藝的LI的。本文研究

7、內(nèi)容主要包括以下兒個部分：(1)原材料的選擇，主要根據(jù)冷作模具沖頭的性能要求選擇合適的原材料。(2)觀察原材料的組織，磨制金相，分析材料組織。(3)最終熱處理工藝。主要從原材料的性能和相圖出發(fā)確定熱處理方法。(4)檢驗試樣的性能，測試樣的硬度。(5)觀察熱處理后的組織，磨制金相，分析組織結(jié)。1.2.2論文的組織結(jié)構(gòu)第一章前言部分，介紹了課題的研究目的和意義，確定了課題的研究內(nèi)容。第二章試驗方案。第三章熱處理工藝。第四章實驗結(jié)果分析。第五章結(jié)論。第二章、實驗方案5西安工業(yè)大學(xué)本試驗的內(nèi)容包括原材料選擇、金相制樣、熱處理過程的試驗方案和研究方 法，以及試樣的性能測試和組織分析手段。熱處理過程是試驗

8、的關(guān)鍵步驟，直接影 響到最終結(jié)果的好壞。主要包括以下兒個部分：(1)原材料的選擇，主要是根據(jù)螺栓的性能要求選擇合適的原材料。(2)觀察原材料的組織，磨制金相，分析材料組織。(3)最終熱處理工藝。主要從原材料的性能和相圖出發(fā)確定熱處理方法。(4)檢驗試樣的性能，測試樣的硬度。(5)觀察熱處理后的組織，磨制金相，分析組織結(jié)構(gòu)。2模具選材2.1模具選材的意義隨著市場經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和材料加工新技術(shù)新方法的不斷采用，產(chǎn)品更新?lián)Q代 速度加快，對成型模具的數(shù)量和質(zhì)量也在增加，模具材料的正確選擇與合理使用己 經(jīng)制約商精度、長壽命、商效率模具制造的瓶頸之一。LI前國內(nèi)外通常按用途將模 具材料分為三大類:冷作模具

9、材料、熱作模具材料和塑料成型模具材料。H前，這 蘭大類模具材料仍以黑色金屬及其合金為主。合理的選擇模具材料具有重要意義，首先，由模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要作 用決定;其次，合理選材也是保證模具壽命、提商材料利用率的基本要求之一。模 具材料的選擇是指:針對其體的模具零件。在相應(yīng)的模其材料中選擇出一、兩個較 為理想或合適的材料的過程。一般說來，模具零件的選材要求所選材料滿足：(1)使用性能足夠一一根據(jù)工作條件，失效形式、壽命要求、可靠性的高低等 提出材料的強度、硬度、塑性、韌性等使用性能要求，其中應(yīng)考慮尺寸效應(yīng)及主要 的、關(guān)鏈的性能指標。(2)工藝性能良好一一跟據(jù)制造工藝程及方法不同， 保證所選材

10、料具有良好的 工藝性能，首先是能將模具零件制造出來。(3)供成上能保證一一所選材料應(yīng)考慮地方資源與市場供應(yīng)情況，盡量少用進 口材料，并且品材規(guī)格應(yīng)盡鬟少而集中，以便于采購和管理。(4)經(jīng)濟往合理一一要求所選材料，生產(chǎn)過程簡單、成晶率高、成本低。也就 是業(yè)界提出的“滿足制品要求，發(fā)揮樹料潛力，經(jīng)濟技術(shù)合理”原則。西安工業(yè)大學(xué)2. 1. 1概述9SiCr鋼是低合金刃具用鋼，但也常常制作冷作模具零件，效果很好。它比鋸 鋼(Cr2或9Cr2)有更高的淬透性和淬硬性并且有較高的回火穩(wěn)定性。適合分級淬火 或等溫淬火。2. 1. 2冷沖壓模具的特點對于沖壓模具，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，鋼材的耐磨性取

11、決于碳化 物等碩質(zhì)點相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數(shù)量越多，則耐磨 性越好。2. 1. 3冷沖壓模具主要損壞形式?jīng)_頭是冷沖壓模具中主要的受力零件，它在工作過程中受載情況和主要損壞形 式，主要有以下兩種類型：(1)受沖擊載荷:沖頭在沖孔時，與板材直接撞擊，會導(dǎo)致沖頭表面發(fā)生變形或 壓潰。(2)受彎曲載荷：如遇到形狀不平的板材，沖頭在沖擊時，心部山于承受彎曲載 荷，容易發(fā)生斷裂等失效。2. 1.4冷沖壓模具材料的性能和組織要求為了獲得優(yōu)異的強韌性和耐磨性，要求冷作模具鋼和模具組織具備下列特點：(1)要求淬火-回火后的組織中有一定數(shù)量的剩余碳化物，分布要均勻，形態(tài)要 圓整，尺寸要細小

12、。(2)馬氏體針要均勻，細小，要提高馬氏體中板條馬氏體的份額。(3)對于萊氏體鋼，改善共晶碳化物形態(tài)、粒度、分布，是提高其強人性的關(guān) 鍵。2. 1. 5材料的選用2. 1. 5. 1沖裁模具材料的選用及熱處理要求選用沖裁模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量，若批量不大就沒有必要選擇高壽命 的模具材料;還應(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì)， 不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同。 對 于沖裁模具，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，鋼材的耐磨性取決于碳化物等7西安工業(yè)大學(xué)硬質(zhì)點相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數(shù)量越多，則耐磨 性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性的劣優(yōu)依次為碳素工具鋼一合金工具鋼一 基體鋼一高碳高鉆鋼

13、一高速鋼一鋼結(jié)硬質(zhì)合金一硬質(zhì)合金。此外還必須 考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。1)厚板沖裁模厚板沖裁模承受的沖壓力高于薄板沖模，為重載沖裁模，易磨損、崩刃和斷 裂，所以要求模具材料應(yīng)具有高的耐磨性和強韌性。傳統(tǒng)模具用鋼傳統(tǒng)的重載沖裁模具鋼種主要有T8A、Crl2MoV、W18Cr4V、W6Mo5 Cr4V2等。其中T8A為碳素工具鋼，雖然淬透性、韌性比T10A鋼有所改善，但易殘存 網(wǎng)狀碳化物、熱硬性差，只能用于工件批量較小的中厚沖裁模。T8A工具鋼的熱 處理工藝為：790820?水或油淬，160180 ?回火，硬度5861HRC。W18Cr4V W6Mo5C

14、r4V2為高速工具鋼，具有很高的硬度、抗壓強度和耐磨性， 但韌性較低，工作時有可能產(chǎn)生崩刃或斷裂，而且價格較貴。建議采用低溫淬 火、快速加溫淬火等工藝措施來改善其韌性。對于丄件批量較大的厚板沖裁模，可以用W18Cr4 W6Mo5Cr4V2鋼做 凸 模，Crl2MoV鋼做凹模。W18Cr4V鋼的推 薦熱處理工藝：12201250 ?淬火；550570 ?回火3次。W6Mo5Cr4V2鋼的推薦熱處理工藝：11601200 ?淬火：550570 ?回火3次。9SiCr合金工具鋼可用于制造形狀復(fù)雜、變形小、耐磨性高、低速切削的工 具，如鉆頭、螺紋工具、狡刀、板牙、絲錐、搓絲板和滾絲輪等。(塑料模具鋼

15、時，可用于頂出桿，制造尺寸家大，形狀復(fù)雜和精度要求高的塑料膜。1)鍛后退 火:790-810 (100/h)保溫，冷至600(30/h)出爐空冷，HB200-240。等溫退火與上 述溫度相同，在冷至720時等溫一段時間后出爐空冷。(2)正火:900-920保溫， 空冷,HB320-410o8西安工業(yè)大學(xué)(3)調(diào)質(zhì):880-900油淬，回火680-700空冷或爐冷,HB200-240。850875?淬火 硬度6364HRC: 180-200?回火HRC60-62避免回火脆。2. 2加熱設(shè)備的選擇2. 2. 1熱處理設(shè)備概論在機械制造過程中熱處理占重要地位，它對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高機器工作效能 和延

16、長機器使用壽命都起著重要的作用，任何一種熱處理工藝，只有通過相應(yīng)的設(shè) 備才能實現(xiàn)。II前，熱處理設(shè)備的種類已十分繁多，根據(jù)它們在熱處理生產(chǎn)過程中所完成的 任務(wù)，通常將熱處理設(shè)備分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備兩大類。威力增加產(chǎn)量、提高質(zhì) 量和改善勞動條件，推行流水生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)，乂組合成了許多綜合熱處理設(shè) 備一一熱處理聯(lián)合機。主要設(shè)備是完成主要熱處理工序所用的設(shè)備，包括加熱設(shè)備和冷卻設(shè)備。這類 設(shè)備對熱處理效果和產(chǎn)品質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用，兩者之間乂以加熱設(shè)備為主要， 包括各種熱處理爐和加熱設(shè)備。輔助設(shè)備是完成各種輔助工序及主要工序中的輔助動作所用的設(shè)備及各種工夾 具。主要包括清洗設(shè)備、校正設(shè)備、起重運

17、輸設(shè)備、控制氣氛設(shè)備及各種工夾具 等。熱處理爐是最主要的熱處理設(shè)備。為了便于選擇使用和分析比較，常依一下兒 種特征進行分類：(1)按熱能來源分類：電阻爐、燃燒爐。(2)按工作溫度分類:低溫爐(?650?)、中溫爐(650,1000?)、高溫爐(1000?)。(3)按爐膛介質(zhì)分類：自然介質(zhì)爐、浴爐、可控氣氛爐、真空爐。(4)按作業(yè)規(guī)程分類:周期作業(yè)爐、連續(xù)作業(yè)爐。2.2.2電阻爐的選擇9西安工業(yè)大學(xué)熱處理電阻爐的基本工作原理，是電流通過電熱元件是山于電流的熱效應(yīng)而產(chǎn) 生熱能，借輻射或?qū)α髯饔?，將熱量傳至加熱工件表面，使工件加熱。熱處理電?爐乂可分為箱式電阻爐和井式電阻爐。熱處理燃燒爐的基本工作

18、原理:是通過燃料在燃燒室燃燒后，進入爐膛內(nèi)，借 輻射、對流或傳導(dǎo)的作用加熱丄件。熱處理燃燒爐可分為:固體燃燒爐、液體燃燒 爐和氣體燃燒爐。熱處理電阻爐與燃料爐相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、操作方便、爐溫分布均 勻以及溫度控制準確等特點，在熱處理生產(chǎn)上得到了十分廣泛的應(yīng)用。因此選用電阻爐，乂因為加熱小型零件，所以最終選用中溫箱式電阻爐作為此次的熱處理設(shè) 備。2. 3本課題的研究方案2. 3. 1本課題研究過程總述該課題主要內(nèi)容是擬采用直徑為50mm,長50mm的棒狀9SiCr鋼試樣，進行熱處 理，然后打磨試樣，觀察金相組織。并結(jié)合硬度實驗來獲取9SiCr鋼達到機械性 能，物理性能，工藝性能等，從而

19、得到最適宜的熱處理丄藝的LI的。2.3.2實驗設(shè)備中溫箱式電阻爐、砂紙(粗細總共4種)、玻璃、砂輪機、拋光機、金相顯微 鏡、吹風(fēng)機、洛氏硬度機。2. 3. 3實驗材料O50*50mm的9SiCr鋼試樣、油、4%的硝酸酒精溶液、三氧化二鋸、細鐵絲、 無水乙醇。2. 3.4實驗步驟(1)觀察試樣原組織。將試樣在砂輪機上磨倒角，然后金相制樣，觀察金相， 得到試樣金相組織形貌圖，測硬度。(2)將試樣在800?預(yù)熱5mino(3)將試樣在950?保溫后淬火，然后油冷。磨制金相，觀察金相，得到試樣金 相組織形貌圖，測硬度。10西安工業(yè)大學(xué)(4)將淬火后的工件進行低溫回火處理(180-200?),金相制樣，

20、觀察金相組 織，得到試樣金相組織形貌圖，測硬度。笫三章、熱處理工藝3. 1原始組織9SiCr鋼試樣的市場供應(yīng)狀態(tài)為熱軋狀態(tài)，就相當于9SiCr鋼的退火處理。將該試樣在砂輪機和砂紙上進行打磨，根據(jù)砂紙粒度的不同從粗到細依次打 磨，打磨的時候用力要均勻，換砂紙的標準是試樣上的劃痕全為一個方向，試樣在 砂紙上打磨好后，在拋光機上拋光，拋光完成后用4%的硝酸酒精溶液腐蝕，觀察 組織。所得到的室溫金相組織形貌圖如圖2-1所示。圖2-1退火態(tài)9sicr金相組織圖試樣:9sicr鋼;狀態(tài):退火狀態(tài);放大倍數(shù):500倍;腐蝕劑：4%硝酸酒精;組織: 粒狀珠光體+滲碳體；硬度:229HBS;3.2 9SiCr鋼

21、的等溫淬火鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Accm（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度11西安工業(yè)大學(xué)的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）+殘余奧氏體+剩余碳化物，轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。鋼的淬火是熱處理工藝中最重要的也是最普遍的工序。淬火可以大幅度提高鋼 的強度與硬度，淬火后為了消除淬火鋼的殘余內(nèi)應(yīng)力，得到不同強度、硬度與韌度 的配合，需要配以不同溫度的回火， 所以淬火和回火是不可分割的、 緊密聯(lián)系的兩 種熱處理工藝。下面主要討論鋼的淬火情況：淬火溫度： 9SiCr鋼為過共析鋼， 淬火溫度應(yīng)該為Accm+(5

22、0, 100?),最終取加 熱溫度為870?o淬火加熱時間：根據(jù)淬火加熱時間經(jīng)驗公式可得T二a *K*D(單位為分鐘)。a為加熱系數(shù)，試樣為碳鋼，在800, 1000?箱式爐中加熱，直徑小于50mm,所 以a取1.0, 1.2。K為裝爐量修正系數(shù)，根據(jù)裝爐量K取1.0。D為工件的有效 厚度，圓柱體試樣的有效厚度取工件直徑，所以D取8mm。綜上所述T = a*K*D=1.2*1. 0*8=9. 6分鐘？10分鐘。淬火介質(zhì)：冷卻是淬火的關(guān)鍵工序，它關(guān)系到淬火質(zhì)量的好壞，同時冷卻也是 淬火當中最容易出問題的的一道工序。淬火技術(shù)的高低，主要以冷卻操作的優(yōu)劣來 體現(xiàn)。一般的淬火都需要快速冷卻。 快速冷卻

23、是為了防止過冷奧氏體在Ms點以上發(fā) 生任何分解。根據(jù)連續(xù)冷卻C曲線可知，過冷奧氏體在大約650, 400?之間分解最 快，因此，只需要在這一溫度區(qū)間內(nèi)快冷，而在這以上和以下的溫度區(qū)間內(nèi)，并不 要求快冷。在Ms點以下反而希望冷卻緩慢些，以防止淬火變形和開裂。所以，鋼 在淬火時，最理想的冷卻方式，就是對冷卻介質(zhì)的要求。根據(jù)淬火介質(zhì)的冷卻特性，可分為兩大類:笫一類、各種水質(zhì)淬火劑和油質(zhì)淬 火劑;冷卻曲線是先慢后快乂變慢。第二類、各種低溫鹽浴、堿浴、金屬浴等；當工 件淬入這類介質(zhì)后，山于工件和介質(zhì)間溫差很大，很快達到最高的冷卻速度，而隨 著溫差的減小，冷卻速度及迅速減小。Ill 9SiCr鋼的性能特征

24、可知：9SiCr鋼強度較高，韌性較好;水淬是且有裂紋形 成傾向。水淬和油淬相比:油的冷卻能力比水小，但有的冷卻特性比水好的多。所 以最終選擇油做淬火介質(zhì)。12西安工業(yè)大學(xué)淬火方式:鋼的淬火方式有4種，單液淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火 等，選擇等溫淬火。將熱處理爐加熱到870?,把試樣放入爐中加熱， 在170300?保溫30分鐘， 取 出油淬。再對淬完火的試樣，經(jīng)打磨、拋光，并用4%的硝酸酒精腐蝕，觀察組 織。所得到的室溫金相組織形貌圖如圖2-2所示。9SiCr鋼870?的淬火金相組織試樣:9SiCr鋼狀態(tài):870?淬火狀態(tài)放大倍數(shù):500倍冷卻介質(zhì):油腐蝕劑:4%硝酸酒精加熱設(shè)備：中溫箱

25、式電阻爐組織:下貝氏體+馬氏體+殘余奧氏體+剩余碳化物硬度:6364HRC說明：白色塊狀物為馬氏體，下貝氏體呈黑色針狀或竹葉狀，伴大塊的黑色的 為殘余奧氏體，及下貝氏體彌散的碳化物。3.3 9SiCr鋼的回火將淬火后的工件加熱到低于(A1)臨界溫度的某一溫度，保溫一定時間，然后以 適當?shù)睦鋮s方式冷至室溫的工藝，即為回火?；鼗鹗蔷o接淬火的一道熱處理13西安工業(yè)大學(xué)丄序。除某些特殊情況外，鋼在淬火以后都要進行回火?；鼗饹Q定著鋼在使用 狀態(tài)的組織和性能，因此，回火是很關(guān)鍵的工序?；鼗鸩蛔氵€可以再次回火，但一 旦回火過度，就使前功盡奔，必須重新淬火才可以。回火過程有:低溫回火、中溫回火、高溫回火，根據(jù)

26、9SiCr要得到的組織:粒狀 (碳化物+回火馬氏體+殘余奧氏體)，所以選擇低溫回火(180200?) o回火溫度:低溫回火，溫度范圍為180, 200?之間，最終確定200?回火。回火時間：根據(jù)回火保溫時間參數(shù)表，回火類型為低溫回火，加熱爐為空氣爐，工件有效厚度25mm,所以最終選擇保溫時間T二50分鐘?；鼗鹄鋮s:選擇空冷。將熱處理爐加熱到200?,把試樣放入爐中，保溫60分鐘，取出空冷。對試樣 打磨、拋光，并用4%的硝酸酒精腐蝕，觀察組織。得金相組織圖2-3:9SiCr鋼在200?回火金相組織圖試樣:9SiCr鋼狀態(tài):200?低溫回火放大倍數(shù):500倍14西安工業(yè)大學(xué)冷卻介質(zhì)：空氣加熱設(shè)備：

27、高溫電阻爐腐蝕劑：4%硝酸酒精組織:粒狀（碳化物+回火馬氏體+殘余奧氏體）硬度:60HRC笫四章實驗結(jié)果分析實驗結(jié)果分析主要有:不同熱處理方式所得到的組織和失效形式分析。4.1金 相組織分析9SiCr鋼正常加熱溫度一般在850875?,在Ms點170?左右，中溫轉(zhuǎn)變比較穩(wěn) 定。因此，可以油冷淬火，也可以分級淬火或等溫淬火，以減少淬火變形和開裂， 淬火硬度可以達到63飛4HRC。如果淬火溫度過低，黑區(qū)面積大，以隱針板條馬氏 體為主。但黑區(qū)不如GCrl5鋼清晰，馬氏體針長按ZBJ36003-87工具熱處理金 相檢驗標準按圖對比，來確定馬氏體針長的等級和晶粒度等級，此時的馬氏體針 長小于1級，晶粒度

28、為10級。為了得到其貝氏體體積分數(shù)為30%,我們選擇870?等溫淬火，組織為中白區(qū)較大，有細小馬氏體，馬氏體針長為3兒晶粒度為8級，硬度為65HRC,淬火溫度達到極限。當加熱溫度達到900?時，淬火組織為過熱組 織，組織全為針狀馬氏體，馬氏體針長大于4級，殘余奧氏體體積分數(shù)達到10%左 右，剩余碳化物已很少，晶粒度達到67級。9SiCr鋼回火溫度一般選擇180400?,其中210275?之間有回火脆性，850870?加熱油冷淬火、170200?之間回火，抗拉強度有極大值，可達到2640MP&。若回火溫度在225?附近回火，則析出的細小碳化物開始不均勻集聚，致 使力學(xué)性能全面下降。4.

29、2失效分析(1)表面脫碳9SiCr鋼有脫碳敏感性。當表面脫碳到碳的質(zhì)量分數(shù)為0. 60. 8%時，脫碳層高倍組織中，還可以看到剩余碳化物，但數(shù)量比正常組織少。當表面脫 碳到碳的質(zhì)量分數(shù)為0.40.6%時， 淬火后的黑口區(qū)組織變成交叉分布的針狀馬氏 體組織， 所以在鑒定表面是否脫碳時，必須把表面針狀特征顯現(xiàn)出來，不能只根據(jù) 色彩變化來下結(jié)論。(2)碳化物偏析9SiCr鋼中的碳化物分布一般比較均勻、細小的，但是15西安工業(yè)大學(xué)如果冶金質(zhì)量太差，也有可能出現(xiàn)例外情況。如模具在840度加熱，油冷淬 火、200度回火，模具在熱處理過程中開裂，斷口呈氧化色。查因為;心部碳化物 呈明顯的帶狀偏析，并有大塊碳

30、化物液析。笫五章結(jié)論16結(jié)論：本次實驗通過對9SiCr鋼進行不同的熱處理， 得到了不同的組織， 性能也有很 大差異。在實驗的設(shè)計過程中，我對熱處理方面的知識有了進一步的了解，并結(jié)合 實際設(shè)計出了一套可行的實驗方案。實驗過程中我盡量完全按照實驗方案操作，以 便獲得更準確的實驗結(jié)果。在操作過程中通過不斷的嘗試我也發(fā)現(xiàn)了很多問題。在氧化介質(zhì)中，鋼進行長時間加熱，表面就會脫碳，表面上全由單一的鐵素體 組成。工件在熱處理過程中脫碳是重要缺陷之一，要觀察組織需將脫碳層去掉。鋼 在加熱時形成粗大奧氏體晶粒的現(xiàn)象為過熱。過熱的鋼淬火得到粗大的馬氏體組 織，淬火時易造成工件變形，其至開裂，而且沖擊韌性也低。過熱

31、的鋼一般可以采 取用重新加熱的方法來補救。在實驗進行熱處理時，注意冷卻的及時性，冷去速回對實驗結(jié)果有影響。在磨 金相是，不同的砂紙型號打磨時用力的程度是不同的，以免產(chǎn)生劃痕。拋光也不能 用太大勁，腐蝕要注意腐蝕速度， 腐蝕嚴重或腐蝕太輕都無法觀察金相組織， 要嚴 格控制腐蝕程度。當然實驗也不是很容易成功，會有很多因素影響實驗結(jié)果，盡量 做得仔細會避免很多錯誤。在今后的學(xué)習(xí)中，我將加強自己的動手實踐能力，以實驗這種更直觀的方式去 深入研究金屬材料，以使自己成為一名專業(yè)知識過硬的材料學(xué)子。參考文獻1蔡美良主編，新編工模具鋼金相熱處理M機械工業(yè)出版社【2】中 國機械工程學(xué)會熱處理專業(yè)學(xué)會熱處理手冊編委會編，熱處理手冊笫2版第 二卷典型零件的熱處理M,機械工業(yè)岀版社，1991年【3】熱處理設(shè)備及設(shè)計編寫組， 熱處理設(shè)備及設(shè)計ML山東人民岀版 社，1977年西安工業(yè)大學(xué)4夏立芳編，金屬熱處理工藝學(xué)修訂版M,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008年【5】張玉庭主編，熱處理技師手冊ML機械工業(yè)出版社，2005年6范逸明主編，簡明金屬熱處理工手冊ML國防工業(yè)出版社，2006年【7】工具熱處理金相檢驗標準人民教育出版社8陳惠芬，金屬學(xué)與熱處理M,冶金