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模具鋼退火的目的和工藝選擇的原則
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-06-29 | 173 次瀏覽 | 分享到:
模具鋼退火的目的和工藝選擇的原則
  模具鋼退火的目的和工藝選擇的原則
  模具鋼
  退火通常是將模具鋼加熱到比臨界溫度高約20~30℃并保持一段時間,然后緩慢冷卻到室溫以獲得接近平衡狀態的結構的過程。其目的是將模具鋼的硬度降低到最低值;消除模具鋼的內應力;使模具鋼的化學成分均勻,細化模具鋼的晶粒,改善模具鋼的組織,為后續加工工序做準備。低于臨界溫度A1的一些熱處理通常被稱為退火,例如軟化退火和再結晶退火。
  
  退火工藝應根據退火的目的來確定。退火的成功幾乎完全取決于奧氏體的形成和均勻化,以及在緩慢冷卻過程中在適當過冷下奧氏體的分解。通過熱加工(鍛造和軋制)緩慢冷卻的鋼的金相組織是鐵素體和碳化物的混合結構,碳化物的含量和分布通常取決于模具鋼的化學成分、停止鍛造或軋制的溫度和冷卻速度。如果這種結構的模具鋼在Ac1和Ac3(或Accm)之間加熱并保持足夠長的時間,除了形成奧氏體外,它還會含有一部分鐵素體或碳化物。對于亞共析鋼,當加熱到上述溫度范圍時,其中的碳化物將迅速溶解在奧氏體中,并保留一部分鐵素體。然而,在過共析鋼中,除了碳化物溶解在奧氏體中達到飽和狀態外,還會保留一些碳化物,這些碳化物會在適當的條件下聚集和球化。如果加熱溫度高于Ac3或Accm,將形成單相奧氏體結構。然而,一些高碳和高合金鋼,例如高碳和高鉻冷加工模具鋼,由于其穩定的特殊碳化物而難以溶解到奧氏體中,因此即使長時間加熱溫度高于Accm,也難以獲得單一的奧氏體結構。高溫奧氏體的均勻性、晶粒尺寸和碳化物顆粒的存在對鋼的退火組織有決定性的影響。單相均勻奧氏體緩慢冷卻后,除了晶界上不同量的先共析產物(鐵素體或碳化物)外,晶粒內還會出現不同厚度的珠光體。如果奧氏體中有彌散分布的碳化物顆粒,在緩慢冷卻過程中,溫度長時間略低于下臨界點,就會形成球晶。
  
  退火的允許加熱速率隨模具鋼的化學成分和原始結構而變化。一般來說,模具鋼中有許多合金元素,所以加熱速度應該慢一些。
  
  在退火過程中,奧氏體的形成速度和成分的均勻性取決于加熱溫度和保溫時間。加熱溫度越高,保溫時間越長,奧氏體形成越快,成分越均勻。但同時,特別是加熱溫度越高,奧氏體晶粒將變得越粗。
  
  在退火的正常緩慢冷卻條件下,除共析產物外,均勻奧氏體將轉變為珠光體。轉變溫度與冷卻速度有關。冷卻速度越快,奧氏體轉變溫度越低,珠光體片層越薄,先共析產物的數量也隨著冷卻速度的增加而減少。因此,控制模具鋼在退火、加熱和保溫后的冷卻速度非常重要。因為共析產物的數量和珠光體的厚度都會影響退火后模具鋼的各種性能。
  
  退火過程需要很長時間。為了縮短整個退火過程的周期,在緩慢冷卻到獲得所需結構和硬度的溫度(此時,轉變已經完成)后,可以迅速冷卻到室溫。模具鋼的退火應在有保護氣氛的熱處理爐中進行,以防止氧化或脫碳等缺陷。
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