Základní vlastnosti zápustkové oceli AISI A2 tvářené za studena

A2 je zápustková ocel pro tváření za studena vylepšená na bázi SKD11 (Cr12Mo1V1). Za podmínek konvenčního tepelného zpracování se zbytkový austenit téměř úplně rozloží. Obecně lze kryogenní úpravu vynechat a vysokou houževnatost lze stále udržovat i při vysoké tvrdosti.
I. Návrh experimentu
Po kalení při 1040 stupních a popouštění při 520~530 stupních má A2 tvrdost HRC 60~62 a houževnatost dvojnásobnou než Cr12Mo1V1, což je v současnosti nejvyšší z běžně používaných zápustkových ocelí tvářených za studena. Má dobrou obrobitelnost a brousitelnost, nízké zbytkové napětí v upravené vrstvě elektrického obrábění, málo zbytkového austenitu a jemné a rovnoměrně rozložené karbidy.
Vzhledem ke složité napěťové situaci zápustky musí mít některé pracovní části zápustky některé speciální mechanické vlastnosti. Pokud standardní proces tepelného zpracování často nemůže splnit požadavky na ideální pracovní výkon, je třeba základní charakteristiky, jako je tvrdost, houževnatost a odolnost proti opotřebení, řádně upravit pomocí tepelného zpracování, aby se dosáhlo nejlepšího pracovního stavu formy. Teplota kalení a teplota popouštění jsou hlavními procesními parametry tepelného zpracování. Tento článek se zaměřuje na vlastnosti temperování A2.
II. Návrh experimentu
V experimentu byla specifikace tepelného zpracování A2 mírně změněna a teplota kalení byla vhodně upravena a teplota temperování byla brána jako šest stupňů, konkrétně 100 stupňů, 200 stupňů, 300 stupňů, 400 stupňů, 500 stupňů a 600 stupňů. . Pro temperování na 100 stupňů se k ohřevu používá 101-2 sušicí pec a k ohřevu skříňová odporová pec SX{9}}. Pro každou temperovací teplotu se odebírají dva vzorky.
Metalický Rockwellův test tvrdosti je vybrán pro test tvrdosti, který se provádí při normální teplotě, a používá se HBRVU-187.5 Brinellův optický tvrdoměr.
10mm pro rázovou zkoušku × 10mm × 55mm vzorek bez vrubu je testován na rázovém zkušebním stroji JB30B s rázovou energií 0,3 KN. m nebo 0,15 KN. m
Experimentální výsledky a analýzy
1. Hodnota tvrdosti
Pro měření tvrdosti vezměte pro každý vzorek tři různé polohy a získejte hodnotu tvrdosti při každé teplotě popouštění. Podle hodnoty tvrdosti každého vzorku má A2 malou změnu při popouštění na 100 ~ 500 stupňů; Tvrdost je mírně vyšší při popouštění na střední teplotu 400 stupňů a maximální tvrdost po standardním tepelném zpracování a popouštění je obecně kolem 520 stupňů; Po vysokoteplotním popouštění na 600 stupňů tvrdost výrazně klesá a průměrná hodnota tvrdosti HRC je pouze 52,4, takže teplota popouštění by neměla být příliš vysoká.
2. Rázová houževnatost
Po temperování se odstraní oxidační dekarbonizační vrstva na povrchu vzorku a měří se hodnota nárazu každého vzorku při různých teplotách popouštění. Podle hodnoty nárazu každého vzorku, když je DC53 temperován na 200 stupňů, průměrná hodnota nárazu dosahuje více než 60 J/cm2. Při popouštění při 500 stupních je rázová houževnatost špatná a vykazuje určitou křehkost při popouštění při vysokých teplotách. Popouštěcí rázová houževnatost nad 600 stupňů je velmi dobrá, ale tvrdost je výrazně snížena, což nemůže splnit požadavky na použití
Experimentální výsledky ukazují, že A2 má dobrou celkovou stabilitu při popouštění a tvrdost a hodnota rázové houževnatosti se v určitém rozsahu popouštěcích teplot mění jen málo; Při popouštění při 400 ~ 500 stupních se houževnatost výrazně snižuje a dochází k popouštěcí křehkosti; Při popouštění na 600 stupňů je houževnatost vzorku velmi vysoká a hodnota nárazu dosahuje 85 J/cm2, ale tvrdost je značně snížena. Ve výrobě lze u některých zápustek pro tváření za studena s nízkými požadavky na tvrdost a odolnost proti opotřebení a vysokými požadavky na houževnatost použít vysokoteplotní popouštění; U lisovnic pro tváření za studena s vysokými požadavky na tvrdost a vysokou houževnatostí by mělo být použito nízkoteplotní popouštění při asi 200 stupních. Hodnotu tvrdosti a rázové houževnatosti při jiných popouštěcích teplotách lze předpovědět vhodnými výpočetními metodami (jako je interpolační metoda, aproximace funkcí atd.) a poté ověřit experimenty. Karbid v kaleném vzorku je distribuován v nesouvislých tenkých pásech a karbid je rovnoměrně distribuován po temperování na 200 stupňů a ve struktuře není téměř žádný masivní karbid, proto je houževnatost dobrá. Z morfologie lomu je krok štěpení lomu temperované struktury při 200 stupních mnohem menší než u zchlazeného vzorku a v lomu metalografické struktury jsou malé a mělké důlky při 5000násobku, což naznačuje, že má určitou tvrdost. Po temperování se zbytkový austenit plně transformuje a karbid je jemně a rovnoměrně rozdělen, což zvyšuje houževnatost
závěr
1. Po správném nastavení teploty kalení má A2 vyšší tvrdost a rázovou houževnatost při popouštění na 200 stupňů; Při popouštění na 400 ~ 500 stupňů je tvrdost vyšší a houževnatost výrazně klesá; Při popouštění na 600 stupňů je rázová houževnatost velmi vysoká a tvrdost výrazně klesá
2. Nízkoteplotní temperovací proces by měl být přijat pro přesné matrice, ořezávací matrice, studené válcové kolo a další nástroje a matrice se složitými tvary, aby pracovní části matrice získaly vysokou tvrdost, vysokou houževnatost, dobrou odolnost proti opotřebení a vysokou pevnost, které mohou účinně prodloužit životnost matrice a zabránit nadměrnému opotřebení, deformaci, praskání a dalším jevům časného selhání
3. Proces nízkého kalení a vysokého zotavení lze použít pro složité formy s velkým rázovým zatížením, aby se získala vysoká rázová houževnatost a zabránilo se křehkému lomu formy.