國(guó)產(chǎn)4Cr5Mo2SiV改進(jìn)型鋼與進(jìn)口同類熱作模具鋼沖擊斷裂行為對(duì)比研究

熱作模具鋼需要良好的強(qiáng)韌性配比，沖擊韌性一直以來(lái)是比較重要的參考指標(biāo)，提高材料的沖擊韌性一直是本領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。國(guó)產(chǎn)4Cr5Mo2SiV改進(jìn)型鋼是在4Cr5MoSiV1基礎(chǔ)上適當(dāng)降低Si、V含量，提高M(jìn)o含量而獲得的高性能熱作模具鋼，它因具有很好的抗熱疲勞龜裂、熱沖擊開裂、熱磨損、塑性變形的性能，而成為目前壓鑄、熱鍛、熱擠壓模具鋼的最佳選擇。而同類型進(jìn)口鋼也是含鉻、鉬、釩的高性能熱作模具鋼，由純凈鐵水添加必要的純合金元素冶煉而成，并且全部經(jīng)過(guò)ESR工藝，因此具有非常高的純凈度，而且具有相當(dāng)高的高溫耐磨性和高溫韌性及很高的抗熱突變性，它適合于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型精密壓鑄模具。為此，有科研人員將國(guó)產(chǎn)4Cr5Mo2SiV改進(jìn)型鋼與進(jìn)口同類鋼的金相組織及沖擊韌性進(jìn)行了對(duì)比，分析了國(guó)產(chǎn)材料在質(zhì)量控制水平上與進(jìn)口材料之間的差距。

本試驗(yàn)采用材料的化學(xué)成分見表1。4Cr5Mo2SiV改進(jìn)型鋼試樣取自國(guó)內(nèi)某鋼廠，其制造工藝如下：感應(yīng)熔煉→電極棒退火→電渣重熔→電渣錠退火→高溫均勻化→多向鍛造→退火。進(jìn)口鋼試樣取自國(guó)外某鋼廠生產(chǎn)的退火態(tài)材料，試樣經(jīng)1030℃真空油淬，然后于101A-1型干燥箱中去應(yīng)力退火，再于S2-5-12箱式熱處理爐中在600℃保溫2h，空冷后再加熱至605℃保溫2h，最終將試樣的硬度控制在44～46HRC范圍。

表1 試驗(yàn)鋼的主要化學(xué)成

在光學(xué)顯微鏡下檢測(cè)兩種材料的退火態(tài)金相試樣的夾雜、偏析、球化組織狀況。按照NADCA#207-2006和GB/T 6394-2002標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)對(duì)比進(jìn)行晶粒度評(píng)級(jí)。按照GB/T 229-2007檢測(cè)材料的沖擊韌性。對(duì)沖擊試驗(yàn)后的試樣采用夾具夾斷，先用掃描電子顯微鏡觀察斷口形貌，然后將試樣沿縱向剖開，再采用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀察微觀組織。按照GB/T 4340標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量試樣沖擊部位附近的硬度。試驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）雖然國(guó)產(chǎn)4Cr5Mo2SiV改進(jìn)型鋼的質(zhì)量控制良好，達(dá)到優(yōu)質(zhì)水平，但與進(jìn)口鋼相比，其組織的均勻性及帶狀偏析的控制略遜于進(jìn)口鋼。表明國(guó)產(chǎn)鋼的熱處理工藝仍有進(jìn)一步提升的空間。