DIEVAR热作模具钢的元素偏析及均匀化热处理

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.021

金属热处理 ›› 2024, Vol. 49 ›› Issue (7): 139-145.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.021

DIEVAR热作模具钢的元素偏析及均匀化热处理

杜思敏^1,2, 陈文雄^1,2, 胡峰荣³, 任金桥³, 崔小康^1,2, 周志明⁴

1.成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司, 四川成都 610303;
2.海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室, 辽宁鞍山 114009;
3.攀钢集团江油长城特殊钢有限公司技术中心, 四川江油 621700;
4.重庆理工大学材料科学与工程学院, 重庆 400054

收稿日期:2024-01-15 修回日期:2024-04-09 出版日期:2024-07-25 发布日期:2024-08-29
作者简介:杜思敏(1986—),女,高级工程师,主要研究方向为特殊钢及特种合金的热加工及热处理工艺,E-mail:2926747855@qq.com

Element segregation and homogenization heat treatment of DIEVAR hot working die steel

Du Simin^1,2, Cheng Wenxiong^1,2, Hu Fengrong³, Ren Jinqiao³, Cui Xiaokang^1,2, Zhou Zhiming⁴

1. Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co., Ltd., Chengdu Sichuan 610303, China;
2. State Key Laboratory of Marine Equipment Made of Metal Material and Application, Anshan Liaoning 114009, China;
3. Technical Center of Pangang Group Jiangyou Great Wall Special Steel Co., Ltd., Jiangyou Sichuan 621700, China;
4. School of Materials Science and Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China

Received:2024-01-15 Revised:2024-04-09 Online:2024-07-25 Published:2024-08-29

摘要/Abstract

摘要： 利用光学显微镜(OM)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、Thermo-Calc热力学计算等方法,分析了DIEVAR热作模具钢电渣锭的铸态组织、析出相及元素偏析特征,并研究了高温均匀化热处理(1260、1280、1300 ℃)对其微观组织、碳化物及元素分布的影响规律。结果表明,DIEVAR热作模具钢铸态枝晶组织发达,二次枝晶较显著,Cr、Mo、V元素在枝晶间富集,其偏析程度大小顺序依次为Mo＞V＞Cr,枝晶间析出相为M₂₃C₆、M₆C和MC碳化物;随着均匀化温度的升高和保温时间的延长,枝晶组织逐渐变得模糊直至消失,碳化物回溶形成一定的元素扩散区并逐渐扩散,直至与基体充分融合,期间元素扩散快慢程度依次为Cr＞Mo＞V;根据均匀化热处理后枝晶形貌、碳化物回溶、元素扩散及Mo元素的残余偏析指数情况,综合实际工业生产成本考虑,确定DIEVAR钢的最佳均匀化热处理工艺为1280 ℃×8 h。

关键词: DIEVAR热作模具钢, 显微组织, 偏析, 均匀化

Abstract: As-cast microstructure, precipitated phases and element segregation characteristics of DIEVAR hot working die steel electroslag ingot were analyzed by the means of optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM/EDS), electron probe (EPMA), Thermo-Calc thermodynamic calculation. Then the effect of homogenization heat treatment on the microstructure and carbide and element distribution was studied. The results show that the as-cast dendrite structure of the tested steel is well developed, and the secondary dendrites are obvious. The Cr and Mo and V elements are inter-dendritically enriched, and the segregation order is Mo>V>Cr. The interdendritic precipitated phases are M₂₃C₆, M₆C and MC carbides. With the increase of homogenization temperature and the extension of holding time, the dendrite microstructure gradually becomes fuzzy and even disappears, and the carbide redissolution forms a certain element diffusion zone and gradually diffuses until it is fully redissolved into the matrix, the element diffusion rate is Cr>Mo>V during the homogenization heat treatment. According to dendrite morphology, carbide redissolution, element diffusion and residual segregation index of Mo element after homogenization heat treatment, and considering the actual industrial production cost, the optimal homogenization heat treatment process of the DIEVAR steel is 1280 ℃×8 h.

Key words: DIEVAR hot working die steel, microstructure, segregation, homogenization

中图分类号:

TG142.1

杜思敏, 陈文雄, 胡峰荣, 任金桥, 崔小康, 周志明. DIEVAR热作模具钢的元素偏析及均匀化热处理[J]. 金属热处理, 2024, 49(7): 139-145.

Du Simin, Cheng Wenxiong, Hu Fengrong, Ren Jinqiao, Cui Xiaokang, Zhou Zhiming. Element segregation and homogenization heat treatment of DIEVAR hot working die steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2024, 49(7): 139-145.

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Element segregation and homogenization heat treatment of DIEVAR hot working die steel

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