热处理温度对ER5模具钢二次硬化效应的影响

摘要

ER5模具钢是上海材料研究所研制的新型冷变形模具钢。该钢在很大程度上克服了传统高碳高铬模具钢强韧性、耐磨性不足和易产生模具开裂等缺点，各种工艺性能良好，成本适中。
　　 本文对ER5模具钢进行了不同温度的淬火和回火，通过一系列的实验，采用MEF-3光学显微镜，万能试验机，扫描电镜等对该钢的显微组织和力学性能进行了分析和测试；通过实验，本文得到如下几点基本结论：
　　 1.ER5钢具有明显的二次硬化现象。随淬火温度的提升，ER5钢二次硬化峰值的回火温度也相应升高。1090℃淬火后在500℃～530℃间回火出现二次硬化峰值，1120℃淬火后在530℃左右回火出现二次硬化峰值，而使1150℃淬火处理后的ER5钢取得二次硬化峰值的回火温度在560℃以上。
　　 2.不同热处理工艺所造成的二次硬化效应也不同，其中1150℃淬火，560℃回火后的试验钢二次硬化效应最强烈。
　　 3.提高淬火温度能明显增加ER5钢的二次硬化能力，但会导致韧性变差。相对于ER5钢生产实际中常用的“高淬高回”工艺，采用1090℃淬火，500℃～530℃回火的“低淬低回”工艺，也能取得良好的综合力学性能。
　　 4.ER5钢在高温回火时会析出许多细小的合金碳化物，由此引起二次硬化效应，这些碳化物经过衍射花样标定主要为VC。
　　 5.ER5钢的冲击试样断裂类型为准解理断裂，组织中大量的一次碳化物成为准解理断裂的裂纹源，降低了钢的韧性。
　　 6.ER5钢中的一次碳化物随奥氏体化温度升高而大量溶入基体，回火时则析出更多弥散细小的合金碳化物VC，VC数量越多ER5钢的二次硬化效应越强烈，但提高奥氏体化温度导致晶粒粗化，降低力学性能。