固溶及时效温度对沉淀硬化模具钢10Cr3Mo3NiCuAl硬度及组织的影响

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.018

金属热处理 ›› 2020, Vol. 45 ›› Issue (12): 97-101.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2020.12.018

固溶及时效温度对沉淀硬化模具钢10Cr3Mo3NiCuAl硬度及组织的影响

楚宝帅¹, 吴小艳², 王海军³, 张锦文¹, 陈建礼¹

1.山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心, 山西太原 030003;
2.山西太钢工程技术有限公司, 山西太原 030009;
3.安徽工业大学冶金工程学院, 安徽马鞍山 243032

收稿日期:2020-07-03 出版日期:2020-12-25 发布日期:2021-01-14
作者简介:楚宝帅(1991—),男,工程师,硕士,主要研究方向为模具钢产品开发及质量管理,E-mail:chubs@tisco.com.cn

Effects of solution treatment and aging temperature on hardness and microstructure of precipitation hardening die steel 10Cr3Mo3NiCuAl

Chu Baoshuai¹, Wu Xiaoyan², Wang Haijun³, Zhang Jinwen¹, Chen Jianli¹

1. Technology Center, Shanxi Taigang Stainless Steel Co., Ltd., Taiyuan Shanxi 030003, China;
2. Shanxi Taigang Engineering Technology Co., Ltd., Taiyuan Shanxi 030009, China;
3. School of Metallurgical Engineering, Anhui University of Technology, Ma'anshan Anhui 243032, Chian

Received:2020-07-03 Online:2020-12-25 Published:2021-01-14

摘要/Abstract

摘要： 通过热力学分析计算,结合硬度测试、光学和扫描电镜观察研究了固溶温度及时效温度对10Cr3Mo3NiCuAl钢组织和硬度的影响。结果表明:试验钢在950 ℃固溶时,组织均匀细小,主要为板条马氏体+少量残留奥氏体,碳化物基本溶于基体,此时硬度较高,随固溶温度升高,马氏体板条出现粗化现象;试验钢在520~540 ℃时效处理时,基体中析出大量金属间化合物Ni₃Al,起到了沉淀强化作用,硬度较高,随时效温度升高,组织中出现回火索氏体,导致硬度快速下降。推荐最佳固溶温度为950 ℃,最佳时效温度为520~540 ℃。

关键词: 沉淀硬化, 塑料模具钢, 固溶处理, 时效, 组织, 硬度

Abstract: Effects of solution treatment and aging temperature on the microstructure and hardness of 10Cr3Mo3NiCuAl steel were studied by thermodynamic calculation, hardness test, metallography and scanning electron microscopy observation. The results show that when solution treated at 950 ℃, the tested steel is of uniform and fine microstructure with relative high hardness, mainly consisting of lath martensite and a small amount of retained austenite, and the carbides are basically dissolved in the matrix. With the increase of solution treatment temperature, the martensite lath coarsens. During aging at 520-540 ℃, a large amount of intermetallic compound Ni₃Al is precipitated from the matrix acting for precipitation strengthening, and the hardness reaches a higher level. With the increase of aging temperature, tempered sorbite appears in the microstructure, resulting in a rapid decrease in hardness. It is recommended that the optimal solution treatment temperature is 950 ℃ and the optimal aging temperature range is 520-540 ℃.

Key words: precipitation hardening, plastic die steel, solution treatment, aging, microstructure, hardness

中图分类号:

TG156.9

楚宝帅, 吴小艳, 王海军, 张锦文, 陈建礼. 固溶及时效温度对沉淀硬化模具钢10Cr3Mo3NiCuAl硬度及组织的影响[J]. 金属热处理, 2020, 45(12): 97-101.

Chu Baoshuai, Wu Xiaoyan, Wang Haijun, Zhang Jinwen, Chen Jianli. Effects of solution treatment and aging temperature on hardness and microstructure of precipitation hardening die steel 10Cr3Mo3NiCuAl[J]. Heat Treatment of Metals, 2020, 45(12): 97-101.

参考文献

[1] 李明, 戎咏华. 沉淀硬化模具钢的研制及其发展[J]. 热处理, 2000(1): 6-9.
Li Ming, Rong Yonghua.Research and development of precipitation-hardening die steel[J]. Heat Treatment, 2000(1): 6-9.
[2] 张宽, 镇凡, 曲锦波. 固溶和时效处理对塑料模具钢NAK80组织和硬度的影响[J]. 热加工工艺, 2014, 43(20): 193-197.
Zhang Kuan, Zhen Fan, Qu Jinbo.Effect of solution and aging treatment on microstructure and hardness of plastic mold steel NAK80[J]. Hot Working Technology, 2014, 43(20): 193-197.
[3] 程虎, 方志刚, 赵先锐, 等. NAK80模具钢表面激光熔覆Ni基碳化钨合金涂层的组织和性能[J]. 表面技术, 2011, 40(1): 5-7.
Chen Hu, Fang Zhigang, Zhao Xianrui, et al.Microstructure and properties of laser cladding Ni-based tungsten carbide alloy coating on NAK80 Mold steel[J]. Surface Technology, 2011, 40(1): 5-7.
[4] 陈再枝. 塑料模具钢应用手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005.
[5] 许志刚, 叶林凤. 目前国内外主流塑料模具钢浅析[J]. 模具制造, 2010(11): 85-88.
Xu Zhigang, Ye Linfeng.Discuss oncurrent-main plastic mold steel at home & aboard[J]. Die and Mould Manufacture, 2010(11): 85-88.
[6] 王剑锋, 迟宏宵, 刘建雄, 等. 热处理工艺对塑料模具钢10Ni2Cr2MnCuMoVAl组织和性能的影响[J]. 钢铁研究学报, 2018, 30(1): 59-65.
Wang Jianfeng, Chi Hongxiao, Liu Jianxiong, et al.Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of plastic mold steel 10Ni2Cr2MnCuMoVAl[J]. Journal of Iron and Steel Research, 2018, 30(1): 59-65.
[7] 原凌云. 塑料模具用NAK80钢时效硬化工艺研究[J]. 山西冶金, 2012(4): 8-10.
Yuan Lingyun.Research ontechnology of aging hardening for plastic die-steel NAK80[J]. Shanxi Metallurgy, 2012(4): 8-10.
[8] 刘国勋. 金属学原理[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1980.

[1]	王玉岱, 刘洋, 朱言言, 田象军, 程序, 冉先喆, 钱婷婷. 热处理对复合制造AerMet100超高强度钢组织均匀性与拉伸性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 1-9.
[2]	张子延, 陈君, 陈晓亚, 李全安, 刘建鑫. 固溶时效处理对Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 10-16.
[3]	梁恩溥, 徐乐, 杨勇, 王毛球. 添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 17-23.
[4]	祁晓亮, 李岩, 定巍, 赵增武. 含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 24-29.
[5]	陈保安, 张静媛, 祝志祥, 韩钰, 潘学东, 张磊, 陈素红. 化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 30-38.
[6]	王英虎, 郑淮北, 刘庭耀, 宋令玺, 白青青. 固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 39-45.
[7]	陈东俊, 李广阳, 刘刚. 时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 53-56.
[8]	陈连生, 张露友, 田亚强, 杨子旋, 李红斌, 潘红波, 魏英立. 低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 63-68.
[9]	贾昌远, 霍元明, 何涛, 霍存龙, 刘克然. 40CrNiMo钢高温拉伸变形行为和组织演变规律[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 69-74.
[10]	王云龙, 余伟, 张昳, 史佳新, 李明辉. 奥氏体化温度对贝氏体钢等温转变及力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 80-85.
[11]	陈思君, 陈送义, 陈庚, 袁丁玲, 陈康华. Mg含量对2A14铝合金组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 86-92.
[12]	刘丽艳, 毕文珍, 韦习成. Mn元素对热冲压钢镀锌层组织演变的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 93-99.
[13]	付锡彬, 陈子豪, 张可, 赵时雨, 孙新军, 朱正海, 梁小凯, 雍岐龙. 淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织及力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 122-127.
[14]	宿鹏吉, 麻永林, 董丽丽, 杨雪峰. 磁场预退火处理对CGO钢组织与织构的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 128-132.
[15]	李立, 曾艳, 吴晓春. 4Cr5Mo2VCo钢的热处理工艺优化[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 133-140.

固溶及时效温度对沉淀硬化模具钢10Cr3Mo3NiCuAl硬度及组织的影响

Effects of solution treatment and aging temperature on hardness and microstructure of precipitation hardening die steel 10Cr3Mo3NiCuAl

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价