Forskning på egenskapene til flere varmebearbeidingsstål
De mekaniske egenskapene og den termiske stabiliteten til GMH20, PH25, DIEVAR og H13 varmarbeidsdysestål ble testet. Resultatene viser at plastisiteten og hardheten til GMH20 stål, PH25 stål og DIEVAR stål åpenbart er bedre enn H13 stål etter vakuum varmebehandling med samme prosess. Samlet sett har GMH20 og DIEVAR stål de beste mekaniske egenskapene. I tillegg, med utvidelsen av holdetiden til 610 grader, kommer hardheten til disse fire ståltypene nærmere og nærmere, omtrent 35 HRC.
H13-stål er et svært mye brukt varmarbeidsstål i Kina. For tiden er legeringsmetoden for lav Si og høy Mo en utviklingstrend for forbedret H13-stål. Fordelene med å redusere Si er: (1) å redusere ∧ form eller ∨ form segregering; (2) homogenisere makroorganisasjonen; (3) tynning av dendritter med mikrostørknet struktur; (4) Reduser underkjølingen av komponentene på størkningsgrensesnittet under størkning; (5) Reduser eutektiske karbider; (6) Raffinering av austenittkrystaller; (7) Forbedre plastisitet og seighet; (8) Reduser forplantningshastigheten for tretthetssprekker ved høy temperatur; (9) Reduser forplantningshastigheten for krypesprekker; (10) Inhibere bainitt-transformasjon under bråkjøling; (11) Forbedre motstanden mot termisk sprekkdannelse. Fordelene med å øke Mo er: (1) å forbedre herdbarheten, hemme utfellingen av korngrensekarbid og bainitttransformasjon; (2) Forbedre tempereringsmotstanden; (3) Øk høytemperaturstyrke og høytemperaturkrypestyrke; (4) Forbedre motstanden mot termisk sprekkdannelse; (5) Forbedre seighet; (6) eutektisk karbidforedling og jevn karbidfordeling. Når man studerer høytemperaturegenskapene til varmebearbeidingsstål, bruker mange forskere termiske stabilitetstester for å karakterisere materialets evne til å opprettholde organisatorisk stabilitet og endringene i mekaniske egenskaper som hardhet og styrke ved arbeid ved høye temperaturer.
DIEVAR stål, GMH20 stål og PH25 stål tilhører lav Si og høy Mo forbedret H13 stål. Nå er de tre typene stål og H13-stål varmebehandlet sammen, ved å bruke samme varmebehandlingsprosess for å sammenligne hardheten, mekaniske egenskaper, slagfasthet og termisk stabilitet til de fire ståltypene.
Test materialer og metoder
1. Test sammensetningen av materialet
Testmaterialene var GMH20 stål, PH25 stål, DIEVAR stål og H13 stål. De fire materialene ble behandlet til henholdsvis strekk-, slag- og termisk stabilitet hardhet prøver. Den kjemiske sammensetningen av testmaterialene ble vist i tabell 1.
2. Testmetode
V-formet rektangulær prøve ble brukt for støt ved romtemperatur, og støtprøven var 10 mm × 10 mm × 55 mm, som ble målt i henhold til GB/T 229-2007 "Metal Charpy Notch impact test Method", og slagtesten ble utført på slagtestmaskin av typen ZBC230Z-B. Strekktesten ble utført på CMT5305 universell testmaskin, og 10 strekkteststenger ble valgt. Mikrostrukturen ble observert med Neophot30 metallografisk mikroskop. Hardheten ble bestemt av HRS-150 digital skjerm Rockwell hardhetstester. Varmebehandlingsprosessen for de mekaniske egenskapene til de fire materialene er: direkte luftkjøling ved 1020 grader og herding ved 560 grader og 595 grader i 3 timer.
Termisk stabilitet er en av hovedegenskapene til varmarbeidsstål, som gjenspeiler evnen til dysestål til å motstå mykning når du arbeider ved høy temperatur, og er relatert til høytemperaturytelsen til stål. 4 typer teststål tilhører H13-klassen varmarbeidsstøpestål, hovedsakelig brukt som aluminiumslegeringsstøpematerialer. Smeltepunktet for aluminiumslegering er generelt ca. 600 grader C, og hvis emnet flyter i formhulen, vil temperaturen være høyere. Derfor ble den termiske stabilitetstesttemperaturen valgt til 610 grader. Oppvarmingsovnen til denne testen er YFX10/13Q-GC høytemperaturboksmotstandsovn, og prøvestørrelsen er 15 mm × 15 mm × 10 mm. Prøvene ble forhåndskjølt ved 1020 grader og deretter luftkjølt, temperert to ganger ved 560 grader og 590 grader, og deretter plassert i en høytemperatur boksovn i 610 graders tempereringstid på 2 timer, 4 timer, 6 timer, 8 h, 10 t, 15 t og 20 t. Hardheten til prøven etter forskjellig holdetid ble målt og kurven ble tegnet.
3. Konklusjon
(1) De mekaniske egenskapene til GMH20 stål og PH25 stål er bedre enn H13 stål og nær DIEVAR stål, spesielt GMH20 stål, og de mekaniske egenskapene er svært nær DIEVAR stål. Plasisiteten til GMH20, PH25 og DIEVAR stål er betydelig bedre enn H13 stål, hovedsakelig fordi innholdet av Si er sterkt redusert sammenlignet med den kjemiske sammensetningen av H13 stål, og innholdet av Mo økes, og denne endringen i sammensetning kan forbedre plastisiteten og seigheten til stål. Reduksjonen av Si-innhold kan forbedre plastisiteten til stål, og DIEVAR-stål har det laveste Si-innholdet, så plastisiteten er best. Totalt sett har DIEVAR stål og GMH20 stål de beste mekaniske egenskapene.
(2) Ved 610 grader i lang tid er trenden for endring av termisk stabilitet for GMH20-stål og PH25-stål veldig nær, og kurvene faller nesten sammen; Med utvidelse av holdetiden har hardheten til de fire ståltypene en tendens til å være den samme, omtrent 35 HRC.
