4.4 沖擊韌性
沖擊韌性尤其是橫向沖擊韌性在熱作模具鋼中是非常重要的力學性能之一, 被作為是 NADCA #207-2008標準中關鍵的評級指標。因為熱作模具在工作過程中需要承受一定的沖擊載荷, 為了保證模具不產生開裂和變形, 則需要保持較高的沖擊韌性和斷裂韌性。在大截面或含鉬鎢元素高的熱作模具中, 淬火組織中易出現脆的中間轉變產物導致熱脆。通過合理的成分設計、 合理的熱處理工藝及組織分布, 可以提高材料的韌性。對于熱作模具鋼來說, 根據使用性能的要求, 合理的韌性和強度的匹配, 才能最大限度地提高熱作模具的使用壽命。
撫順特鋼高級優質H13鋼和瑞典一勝百的8407鋼沖擊試樣取自扁鋼橫向截面中心、 1/4D和邊部。按NADCA標準, 采用的熱處理制度淬火溫度1,030℃,回火溫度600℃, 沖擊試樣的熱處理硬度調整到44~46HRC, 處理沖擊試樣尺寸為V型缺口10×10×55mm沖擊試樣, 檢測沖擊性能, 采用M5C030G3型硬度計、ZBC-300型沖擊試驗機檢測試樣硬度和沖擊。
對撫順特鋼高級優質 H13 鋼和瑞典一勝百的8407鋼橫向沖擊性能進行試驗, 表3為橫向沖擊性能檢驗結果對比。
試驗鋼不同位置的橫向沖擊韌性功對比見表3,使用夏比V形缺口試樣進行的5個沖擊試驗, 去掉一個最大值和一個最小值, 試驗結果取其余3個的平均值。試驗結果:瑞典一勝百的8407鋼橫向沖擊功心部、 1/4D和邊部差異不大, 基本達到NADCA標準高級優質H13鋼沖擊功要求;撫順特鋼高級優質H13鋼橫向沖擊功心部、 1/4D 和邊部差異較大, 基本達到NADCA標準高級優質H13鋼沖擊功要求, 心部和1/4D橫向沖擊功均低于瑞典一勝百的8407鋼, 但邊部高于瑞典一勝百的8407鋼。
(1) 兩種試驗鋼成分符合NADCA #207標準, 不同鋼種的成分特點是:撫順特鋼高級優質H13鋼的Cr和V元素含量略高于瑞典一勝百的8407鋼。撫順特鋼高級優質H13鋼P含量在0.005%低于瑞典一勝百8407鋼, 氮含量115ppm低于瑞典一勝百8407鋼, 氧含量18ppm高于瑞典一勝百8407鋼。
(2) 按NADCA #207標準圖譜, 撫順特鋼高級優質H13鋼和瑞典一勝百的8407鋼, 帶狀偏析組織符合可接受標準要求, 瑞典一勝百的8407鋼的帶狀偏析略優于撫順特鋼高級優質H13鋼。
(3) 按NADCA #207標準圖譜, 撫順特鋼高級優質H13鋼和瑞典一勝百的8407鋼, 退火顯微組織符合標準要求, 兩種試驗鋼的退火組織良好, 碳化物分布均勻彌散, 鋼材心部、 1/4 D和邊部退火組織級別基本均勻一致。兩種試驗鋼存在的差異主要為:瑞典一勝百的8407鋼退火組織中, 心部可見輕微碳化物偏析;撫順特鋼高級優質H13鋼退火組織中, 心部可見少量網狀碳化物。
(4) 瑞典一勝百的8407鋼橫向沖擊功心部、 1/4D和邊部差異不大, 基本達到 NADCA 標準高級優質H13鋼沖擊功要求;撫順特鋼高級優質H13鋼橫向沖擊功心部、 1/4D和邊部差異較大, 基本達到NADCA標準高級優質H13鋼沖擊功要求, 心部和1/4D橫向沖擊功均低于瑞典一勝百的8407鋼, 但邊部高于瑞典一勝百的8407鋼。(內容源自《模具制造月刊》)