上海材料研究所分析培训工模具钢的金相检验.ppt

工模具钢的金相检验
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上海市金属材料质量监督检验站
上海失效分析与平安评估中心
巴发海
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内容
碳素工具钢
合金工具钢
刃具量具钢
模具钢
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一、碳素工具钢
成分及牌号
性能及用途
组织及缺陷钢
高的硬度，强度，良好的耐磨型和韧性
显微组织特点：1〕有充分的剩余碳化物，且分布均匀，圆整，细小。2〕马氏体均匀，细小。3〕奥氏体晶粒均匀，细小。
分类：1〕碳素工具钢；2〕低合金工模具钢；3〕莱氏体钢；4〕基体钢P106
金相检验工程P106-107 ：共晶碳化物不均匀度〔GB/T 14979〕 ；珠光体；二次碳化物；淬火组织及晶粒度
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Cr12过烧＞1050℃〔1000-1050〕
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例Cr12MoV检验实例
试样的显微组织为回火马氏体、少量剩余奥氏体以及呈变形网状分布共晶碳化物，见图1，2。共晶碳化物不均匀度按GB/T14979-1994标准中第4级别图评定约为4~5级。
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试样基体组织为细针状回火马氏体+剩余奥氏体+颗粒状碳化物，参照GB/T 14979-1994标准第四套评级图进行评定，试样碳化物不均匀度评为1级〔图1〕，按JB/T 7713-2007标准，试样碳化物级别评为1级，马氏体级别评为2级〔图2〕。
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例３
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热作模具钢
高的热强性，热疲劳性和韧性
于反复急冷急热工况下工作，高达700℃。含碳量一般低于冷作模具钢。
分类：
1〕高韧性热作模具钢：5CrMnMo，5CrNiMo等
2〕高热强性热作模具钢：3Cr2W8V，Y4，Y10等
3〕强韧兼备热作模具钢：4Cr5MoSiV1〔H13〕， 4Cr3Mo3等
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金相检验
标准：GB/T 18254-2002(高碳铬轴承钢) ZJB36003-1987(工具钢热处理检验)，GB/T1299-2000(合金工具钢技术条件) JB/T 8420-2021 热作模具钢显微组织评级
原材料带状，＜２级
退火组织检验：点状及细粒状珠光体和共晶碳化物
碳化物检验〔共晶碳化物，网状碳化物，球化质量〔H11〕等〕
淬、回火组织检验，一般要求马氏体细小，针长≤4级，晶粒度细于8级。
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例H13检验实例
模具为电渣精炼H13锻件，锻后热处理工艺为1030±5℃气淬或油淬， 530±5℃2次回火，硬度HRC52-55。模具外表进行了氮化处理，规定氮化后总渗层深度≥，氮化后外表硬度900～1200HV。
，，氮化层疏松级别为2级。基体显微组织为细针马氏体+剩余奥氏体。根据热作模具钢显微组织标准JB/T 8420-2021基体马氏体评定为3级
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H13典型流程
锻造→球化退火→粗加工→去应力处理〔６５０℃〕→精加工→最终热处理→钳修→打光→渗氮→装配
可根据实际需要确定不同的回火温度
回火充分性判据
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塑料专用模具钢
特点：形状复杂，尺寸精度和外表粗糙度要求均较高〔磨抛后要求到达晶面〕，材料类型较为特殊
要求：精炼、易切削、预硬和时效硬化
1〕控制非金属夹杂物，2级以下；
2〕硬度要求不高，调质40-45HRC之间；
3〕参加S，P，Se，Pb等元素，增加切削性能
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高速工具钢的检验
高速工具钢的分类及化学成分
高速工具钢的显微组织
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高速工具钢的分类及化学成分
高硬度，耐磨性和红硬性，同时具有足够的强度和韧性。
高速钢长期工作于500-600℃，硬度仍可保证在HRC60以上，而 碳素工具钢工作于250-300 ℃时，硬度变会明显降低，丧失其切削性能。
分类：
1〕W系：W18Cr4V，1270-1300 ℃淬火
2〕W-Mo系：W6Mo5Cr4V2，1220-1240 ℃淬火
3〕高碳高矾系：W6MoCr4V3， 1220-1240 ℃淬火
4〕Co高速钢：W2Mo9Cr4VCo8，HRC68-70，1170-1200 ℃淬火
5〕Al高速钢： W10Mo4Cr4V3Al，HRC68-70，1230-1260 ℃淬火
Co和Al均为非碳化物形成元素，绝大局部溶入固溶体中，增加硬度和红硬性。
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高速工具钢的显微组织
退火组织
索氏体和碳化物。
退火态一般要进行脱碳层的测定。GB/T 9943-2021(高速工具钢棒技术条件)
共晶碳化物不均匀度〔带状和网状两个系列1～8级〕〔注意取样和热处理〕
脱碳层
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淬火、回火组织
淬火组织：马氏体+碳化物+30%左右的残奥。
※ 马氏体为隐针型，浸蚀后呈白色。淬火晶粒度是检验热处理质量的重要标志。
回火组织：回火马氏体，碳化物及剩余奥氏体。
回火程度的区分，如何区分过热
过烧，