第六章工模具钢的金相检验ppt课件.ppt

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1、1,第六章 工模具钢的金相检验,2,第六章 工模具钢的金相检验 1 碳素工具钢的金相检验 1.1、碳素工具钢的成分特点 1.2、显微组织特点 1.3、退火显微组织 1.4、淬火组织的检验 2合金工具钢的金相检验 2.1、合金工具钢的化学成分 2.2、合金工具钢的退火组织及其评定 2.3、合金工具钢的淬火回火组织及其评定,3,一、成分特点及热处理工艺,1 碳素工具钢的金相检验,碳素工具钢是含碳量较高的钢，其含碳量在0.71.3之间，所以又称为高碳钢。工具钢热处理后能获得较高的硬度和耐磨性，能广泛用于制造各种工具和模具，但是红硬性较差。,因此只能制造尺寸小、形状简单、切削速度不高的工具。主要牌号有

2、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13等。,4,成分特点：高C (0.65%1.35%)、 低S、P性能特点：高硬度，工作温度低时有较好的耐磨性； 工艺性好，淬透性低，热硬性差工艺路线： 锻造 球化退火 机加工 淬火 + 低温回火,消除应力、降低硬度, 便于加工; 为淬火作准备,最终组织：回火M + 粒状Fe3C + 残余A,1 碳素工具钢的金相检验,5, 球化退火工艺,1 碳素工具钢的金相检验,1 碳素工具钢的金相检验,一、成分特点及热处理工艺,6,二、显微组织特点, 原材料组织 （锻后退火态） 片状珠光体+网状渗碳体,1 碳素工具钢的金相检验,7,500 T12A 4%硝酸酒精浸

3、蚀。锻造后缓冷，组织为片状珠光体和网状碳化物。必须消除网状碳化物和球化处理后才能使用。,8,最终组织,碳化物网组织,球化退火后组织,T12钢正常淬火组织,1 碳素工具钢的金相检验,9, 珠光体评级 按 GB/T1298-1986碳素工具钢技术条件， 共分六级。 钢材尺寸60 mm 时，珠光体应合格级别符合 表6-1规定,二、显微组织特点,1 碳素工具钢的金相检验,10,三、退火显微组织 正常的退火组织,T12钢正常球化退火组织（500）,T8钢退火组织（850）,1 碳素工具钢的金相检验,11, 网状碳化物 按 GB/T1298-1986碳素工具钢技术条件评定，共分4级。网状碳化物合格级别按表

4、6-2。,1 碳素工具钢的金相检验,三、退火显微组织 不正常的退火组织,12, 脱碳层 脱碳层分为全脱碳层和部分脱碳层脱碳层总厚度=全脱碳层+部分脱碳层脱碳层的检测按GB/T224-2008钢的脱碳层深度检测法脱碳层深度应符合 GB/T1298-1986碳素工具钢技术条件的要求。,500 T12钢，退火脱碳层组织(500),1 碳素工具钢的金相检验,三、退火显微组织 不正常的退火组织,13,1 碳素工具钢的金相检验,三、退火显微组织 不正常的退火组织, 石墨碳 不允许有石墨碳存在,形成原因：1.退火温度过高；2.保温时间过长；3.冷却缓慢；4.多次退火。特点：1.灰黑色点状或不规则形状；2.周

5、围铁素体较多；缺点：使强度降低，脆性增加，易产生折断。,14,1 碳素工具钢的金相检验,三、退火显微组织 不正常的退火组织, 球化退火欠热组织,T12钢球化退火欠热组织（500）,T8钢球化退火欠热组织（500）,15,1 碳素工具钢的金相检验,三、退火显微组织 不正常的退火组织, 球化退火过热组织,16,四、淬火组织的检验 碳素工具钢的正常淬火温度在Ac1+3050，即通常的加热温度760780。 组织一般为细针状马氏体粒状Fe3C 少量残余奥氏体,T8钢 780正常淬火组织（500）, 正常淬火组织,1 碳素工具钢的金相检验,17,四、淬火组织的检验 标准参照ZBJ36003-87工具钢热

6、处理金相检验标准，根据马氏体针的长短分为6级。在进行评级时应当选择视域中一般长度的马氏体针作为测定依据。放大倍数为500。,1 碳素工具钢的金相检验,马氏体合格级别按表3规定。,18,四、淬火组织的检验 当淬火温度选择不当或保温时间不合理以及淬火冷速较小时会出现欠热组织、过热或过烧组织等。,T8钢780淬火冷速较低产生的组织（500）,淬火马氏体残余奥氏体,沿晶界分布的黑色淬火托氏体,19, 淬火后屈氏体含量的评定,在截面较大时，不可能完全淬透，并为了保证其具有一定的韧性，所以，允许存在一定数量的屈氏体。屈氏体数量的评定可用目测法、面积法、重量法 等进行测定。屈氏体，在淬火的状态下进行测量观察

7、，比较清晰。,四、淬火组织的检验,20,500 屈氏体含量占4%，基体为淬火马氏体（没有显示出来）。,21,500 屈氏体含量为10%。,22,500 屈氏体含量为25%。,23,500 屈氏体的含量为75%。,24,500 屈氏体的含量为85%。,25,500 屈氏体的含量为100%。,26,四、淬火组织的检验,T10A钢过热淬火低温回火组织（500）,粗针状马氏体白亮残余奥氏体,27,合金工具钢的化学成分合金工具钢的热处理合金工具钢的退火组织及其评定合金工具钢的淬火组织及其评定合金工具钢的回火组织,2 合金工具钢的金相检验,28,一、合金工具钢的化学成分 合金工具钢是在碳素工具钢的基础加入

8、一种或几种合金元素而成的钢。常加入元素：Cr，Mn，Si，W，V等。常用量刃具钢有：9SiCr，9Mn2V，8MnSi，Cr06等冷作模具钢：Cr12,Cr12MoV, 9Mn2V, CrWMn热作模具钢：5CrMnMo, 5CrNiMo, 3Cr2W8V耐冲击钢：4CrW2Si, 6CrW2Si,2 合金工具钢的金相检验,29,9SiCr圆板牙的生产工艺路线：锻造 球化退火 机械加工 淬火+ 低温回火 磨平面 开槽 开口,9SiCr应用较多,用于制造形状复杂、要求变形小的低速刃具，如丝锥、板牙等。,板牙,球化退火,淬火+ 低温回火,二、合金工具钢的热处理,案例,淬火,30,Cr12型模具钢的

9、热处理方案： 一次硬化法 工艺：低温淬火（9501000）+ 低温回火（150180） 性能：高硬度（6164HRC），高耐磨性，韧性较好，淬火变形小 应用：重载模具 二次硬化法 工艺：高温淬火（11001150）+ 510520多次回火（三次） 性能：硬度6062HRC，红硬性 和耐磨性都较高，韧性较差 应用：受强烈磨损，工作温度在400450的模具 Cr12型钢热处理后组织：回火马氏体+碳化物+残余奥氏体,案例,二、合金工具钢的热处理,31,热处理特点 :预备热处理：完全退火或等温退火最终热处理：热锻模淬火+模面中温回火、模尾高温回火 回火后组织：回火屈氏体和回火索氏体；压铸模较高温度淬火

10、+略高于二次硬化峰值的温度 回火 34次例：3Cr2W8V, 1080油冷 + 600三次回火 回火后组织：回火马氏体+粒状碳化物,热作模具钢的热处理工艺5CrNiMo、 5CrMnMo 、3Cr2W8V,型板压铸模,32,量具钢的热处理特点,预备热处理：采用球化退火或调质处理,最终热处理：淬火+（ -70-80 ）冷处理 + 低温回火 + 时效处理,最终组织 ：回火M + 碳化物 + 残余A,120130，保温几几十小时，使M、 A r 稳定，消除内应力,塞规,千分尺,33,合金工具钢的退火组织及其评定按GB/T1299-2000合金工具钢。 珠光体、网状碳化物和脱碳层的金相评定方法和碳素

11、工具钢基本相同。 珠光体评定 按GB/T1299-2000合金工具钢，评级图分为6级，15级合格。制造螺纹刀具用的9SiCr，珠光体24级合格。,2 合金工具钢的金相检验,三、退火组织评定, 网状碳化物 按 GB/T1299-2000合金工具钢评定，共分4级。网状碳化物合格级别不大于3级。,34,合金工具钢中的高碳高铬钢（Cr12、Cr12MoV）属于莱氏体钢，存在共晶碳化物组织。 共晶碳化物不均匀度按GB/T14979-1994钢的共晶碳化物不均匀度评定法评定。 放大倍数为100，在规定部位选择共晶碳化物不均匀度最严重的视场与相应的评级图比较进行评级。,2 合金工具钢的金相检验,四、共晶碳化

12、物不均匀度评定,35,五、淬火组织的检验 马氏体多呈丛集状，不如碳素工具钢的马氏体针叶清晰。 淬火组织检验照ZBJ36003-87工具钢热处理金相检验标准，根据马氏体针的长短分为6级。在进行评级时应当选择视域中一般长度的马氏体针作为测定依据。放大倍数为500。,各种刀具马氏体合格级别见表6-5,2 合金工具钢的金相检验,36,马氏体针叶长度评级,马氏体针叶长度应在淬火状态下检验，回火后马氏体的针叶则不易识别。钢材淬火后要求有细小的马氏体。,五、淬火组织的检验,2 合金工具钢的金相检验,37,500 细针状马氏体，针的长度1.5mm。评定级别为1级。,38,500 细针状马氏体，针叶长度为1.52.5mm。评定级别为2级。,39,500 针状马氏体，针叶长度为2.54mm。评定级别为3级。,40,500 针状马氏体，针叶的长度为46mm。评定级别为4级。,41,500 粗针状马氏体，马氏体的针叶长度为68mm。评定级别为5级。,42,500 粗针状马氏体，针叶长度为812mm。评定级别为6级。,43,六、合金工具钢的回火组织刃具和量具 高硬度和耐磨性，采用低温回火，组织为回火马氏体+细小颗粒状碳化物。量具 要求尺寸稳定，须进行冷处理和低温人工时效，以减少残余奥氏体，稳定尺寸。,