Βασικές ιδιότητες του χάλυβα μήτρας ψυχρής εργασίας AISI A2

Το A2 είναι ένας χάλυβας μήτρας ψυχρής επεξεργασίας βελτιωμένος με βάση το SKD11 (Cr12Mo1V1). Υπό τις συνθήκες συμβατικής θερμικής επεξεργασίας, ο υπολειπόμενος ωστενίτης αποσυντίθεται σχεδόν πλήρως. Γενικά, η κρυογονική επεξεργασία μπορεί να παραλειφθεί και η υψηλή σκληρότητα μπορεί ακόμα να διατηρηθεί υπό ισχυρή σκληρότητα.
Ι. Σχεδιασμός πειράματος
Αφού σβήστηκε στους 1040 βαθμούς και σκληρύνθηκε στους 520~530 βαθμούς, το A2 έχει σκληρότητα HRC 60~62 και σκληρότητα διπλάσια από αυτή του Cr12Mo1V1, η οποία είναι η υψηλότερη μεταξύ των συνήθως χρησιμοποιούμενων χαλύβων ψυχρής επεξεργασίας επί του παρόντος. Έχει καλή μηχανική κατεργασία και δυνατότητα λείανσης, χαμηλή υπολειμματική τάση στο τροποποιημένο στρώμα της ηλεκτρικής κατεργασίας, λίγους υπολειμματικούς ωστενίτες και λεπτά και ομοιόμορφα κατανεμημένα καρβίδια.
Λόγω της περίπλοκης κατάστασης καταπόνησης της μήτρας, ορισμένα λειτουργικά μέρη της μήτρας πρέπει να έχουν κάποιες ειδικές μηχανικές ιδιότητες. Εάν η τυπική διαδικασία θερμικής επεξεργασίας συχνά δεν μπορεί να καλύψει τις ιδανικές απαιτήσεις απόδοσης εργασίας, τα βασικά χαρακτηριστικά όπως η σκληρότητα, η σκληρότητα και η αντίσταση στη φθορά πρέπει να ρυθμιστούν σωστά μέσω θερμικής επεξεργασίας για να επιτευχθεί η καλύτερη κατάσταση λειτουργίας της μήτρας. Η θερμοκρασία σβέσης και η θερμοκρασία σκλήρυνσης είναι οι κύριες παράμετροι της διαδικασίας της θερμικής επεξεργασίας. Αυτή η εργασία εστιάζει στα χαρακτηριστικά σκληρύνσεως του Α2.
II. Σχεδιασμός πειράματος
Στο πείραμα, η προδιαγραφή θερμικής επεξεργασίας Α2 άλλαξε ελαφρώς και η θερμοκρασία σβέσης ρυθμίστηκε κατάλληλα και η θερμοκρασία σκλήρυνσης λήφθηκε ως έξι βαθμοί, δηλαδή 100 μοίρες, 200 μοίρες, 300 μοίρες, 400 μοίρες, 500 μοίρες και 600 μοίρες . Για σκλήρυνση 100 μοιρών, χρησιμοποιείται φούρνος ξήρανσης 101-2 για θέρμανση και φούρνος αντίστασης τύπου κουτιού SX-25-12 για θέρμανση. Λαμβάνονται δύο δείγματα για κάθε θερμοκρασία σκλήρυνσης.
Η δοκιμή σκληρότητας Metallic Rockwell επιλέγεται για δοκιμή σκληρότητας, η οποία διεξάγεται σε κανονική θερμοκρασία και χρησιμοποιείται ο οπτικός ελεγκτής σκληρότητας HBRVU-187.5 Brinell.
10mm για δοκιμή πρόσκρουσης × 10mm × 55 mm μη οδοντωτό δείγμα δοκιμάζεται σε μηχανή δοκιμής κρούσης JB30B με ενέργεια κρούσης 0,3 KN. m ή 0,15 KN. Μ.
Πειραματικά αποτελέσματα και ανάλυση
1. Τιμή σκληρότητας
Πάρτε τρεις διαφορετικές θέσεις για κάθε δείγμα για να μετρήσετε τη σκληρότητα και λάβετε την τιμή σκληρότητας σε κάθε θερμοκρασία σκλήρυνσης. Σύμφωνα με την τιμή σκληρότητας κάθε δείγματος, το Α2 έχει μικρή αλλαγή όταν σκληρύνεται στους 100~500 βαθμούς. Η σκληρότητα είναι ελαφρώς υψηλότερη όταν σκληρύνεται σε μέτρια θερμοκρασία 400 μοιρών και η μέγιστη σκληρότητα μετά από τυπική θερμική επεξεργασία και σκλήρυνση είναι γενικά γύρω στους 520 βαθμούς. Μετά από σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία στους 600 βαθμούς, η σκληρότητα μειώνεται σημαντικά και η μέση τιμή σκληρότητας HRC είναι μόνο 52,4, επομένως η θερμοκρασία σκλήρυνσης δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή.
2. Ανθεκτικότητα κρούσης
Μετά τη σκλήρυνση, αφαιρείται το στρώμα οξείδωσης απανθρακοποίησης στην επιφάνεια του δείγματος και μετράται η τιμή κρούσης κάθε δείγματος σε διαφορετικές θερμοκρασίες σκλήρυνσης. Σύμφωνα με την τιμή κρούσης κάθε δείγματος, όταν το DC53 σκληρύνεται στους 200 βαθμούς, η μέση τιμή κρούσης φτάνει πάνω από 60 J/cm2. Όταν σκληρύνεται στους 500 βαθμούς, η αντοχή στην κρούση είναι κακή, δείχνοντας μια συγκεκριμένη ευθραυστότητα μετριασμού υψηλής θερμοκρασίας. Η αντοχή σε κρούση σκλήρυνσης πάνω από 600 μοίρες είναι πολύ καλή, αλλά η σκληρότητα μειώνεται σημαντικά, γεγονός που δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις χρήσης
Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι το Α2 έχει καλή συνολική σταθερότητα σκλήρυνσης και η σκληρότητα και η τιμή κρούσης αλλάζουν ελάχιστα μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας σκλήρυνσης. Όταν σκληρύνετε στους 400~500 βαθμούς, η σκληρότητα μειώνεται πολύ και εμφανίζεται ευθραυστότητα της ιδιοσυγκρασίας. Κατά τη σκλήρυνση στους 600 βαθμούς, η σκληρότητα του δείγματος είναι πολύ υψηλή και η τιμή κρούσης φτάνει τα 85 J/cm2, αλλά η σκληρότητα μειώνεται σημαντικά. Στην παραγωγή, για ορισμένες μήτρες ψυχρής εργασίας με χαμηλές απαιτήσεις για σκληρότητα και αντοχή στη φθορά και υψηλές απαιτήσεις για σκληρότητα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία. Για μήτρες ψυχρής εργασίας με υψηλές απαιτήσεις σκληρότητας και υψηλή σκληρότητα, θα πρέπει να υιοθετηθεί σκλήρυνση χαμηλής θερμοκρασίας στους περίπου 200 βαθμούς. Η σκληρότητα και η τιμή κρούσης σε άλλες θερμοκρασίες σκλήρυνσης μπορούν να προβλεφθούν με κατάλληλες μεθόδους υπολογισμού (όπως μέθοδος παρεμβολής, προσέγγιση συνάρτησης, κ.λπ.), και στη συνέχεια να επαληθευτεί με πειράματα. Το καρβίδιο στο σβησμένο δείγμα κατανέμεται σε ασυνεχείς λεπτές ζώνες και το καρβίδιο κατανέμεται ομοιόμορφα μετά από σκλήρυνση στους 200 βαθμούς και δεν υπάρχει σχεδόν κανένα τεράστιο καρβίδιο στη δομή, επομένως, η σκληρότητα είναι καλή. Από τη μορφολογία θραύσης, το βήμα διάσπασης της θραύσης της σκληρυμένης δομής στις 200 μοίρες είναι πολύ μικρότερο από αυτό του σβησμένου δείγματος και υπάρχουν μερικά μικρά και ρηχά λακκάκια στο κάταγμα της μεταλλογραφικής δομής στις 5000 φορές, υποδεικνύοντας ότι έχει κάποια σκληρότητα. Μετά το σκλήρυνση, ο υπολειπόμενος ωστενίτης μεταμορφώνεται πλήρως και το καρβίδιο είναι λεπτόκοκκο και ομοιόμορφα κατανεμημένο, γεγονός που αυξάνει τη σκληρότητα
συμπέρασμα
1. Μετά τη σωστή ρύθμιση της θερμοκρασίας σβέσης, το A2 έχει υψηλότερη σκληρότητα και αντοχή σε κρούση όταν σκληρύνεται στους 200 βαθμούς. Όταν σκληρύνετε στους 400~500 βαθμούς, η σκληρότητα είναι υψηλότερη και η σκληρότητα μειώνεται πολύ. Όταν σκληρύνεται στους 600 βαθμούς, η αντοχή στην κρούση είναι πολύ υψηλή και η σκληρότητα μειώνεται σημαντικά
2. Η διαδικασία σκλήρυνσης χαμηλής θερμοκρασίας θα πρέπει να υιοθετηθεί για μήτρα ακριβείας, μήτρα κοπής, τροχό κρύου ρολού και άλλα εργαλεία και μήτρες με πολύπλοκα σχήματα για να κάνουν τα μέρη εργασίας της μήτρας να αποκτήσουν υψηλή σκληρότητα, υψηλή σκληρότητα, καλή αντοχή στη φθορά και υψηλή αντοχή, που μπορεί να παρατείνει αποτελεσματικά τη διάρκεια ζωής της μήτρας και να αποτρέψει την υπερβολική φθορά, παραμόρφωση, ρωγμές και άλλα φαινόμενα πρώιμης αστοχίας
3. Η διαδικασία χαμηλής απόσβεσης και υψηλής ανάκτησης μπορεί να υιοθετηθεί για σύνθετα καλούπια με μεγάλο φορτίο κρούσης για να επιτευχθεί υψηλή αντοχή στην κρούση και να αποτραπεί το εύθραυστο κάταγμα του καλουπιού.