Grundlæggende egenskaber for AISI A2 koldbearbejdningsstål

A2 er et koldbearbejdende matricestål forbedret på basis af SKD11 (Cr12Mo1V1). Under den konventionelle varmebehandlingstilstand nedbrydes den resterende austenit næsten fuldstændigt. Generelt kan kryogen behandling udelades, og høj sejhed kan stadig opretholdes under stærk hårdhed.
I. Eksperimentdesign
Efter at være blevet bratkølet ved 1040 grader og hærdet ved 520 ~ 530 grader, har A2 en hårdhed HRC på 60 ~ 62 og en sejhed på det dobbelte af Cr12Mo1V1, som er den højeste blandt de almindeligt anvendte koldbearbejdede formstål på nuværende tidspunkt. Den har god bearbejdelighed og slibbarhed, lav restspænding i det modificerede lag af elektrisk bearbejdning, få resterende austenit og fine og jævnt fordelte karbider.
På grund af matricens komplekse spændingssituation skal nogle arbejdsdele af matricen have nogle specielle mekaniske egenskaber. Hvis standardvarmebehandlingsprocessen ofte ikke kan opfylde de ideelle arbejdsydelseskrav, skal de grundlæggende egenskaber såsom hårdhed, sejhed og slidstyrke justeres korrekt gennem varmebehandling for at opnå den bedste arbejdstilstand for matricen. Slukningstemperatur og tempereringstemperatur er de vigtigste procesparametre for varmebehandling. Dette papir fokuserer på tempereringsegenskaberne ved A2.
II. Eksperimentdesign
I eksperimentet blev A2-varmebehandlingsspecifikationen lidt ændret, og bratkølingstemperaturen blev tilpasset passende, og tempereringstemperaturen blev taget som seks grader, nemlig 100 grader, 200 grader, 300 grader, 400 grader, 500 grader og 600 grader . Til 100 graders temperering bruges 101-2 tørreovn til opvarmning, og SX-25-12 boks-type modstandsovn bruges til opvarmning. Der udtages to prøver for hver tempereringstemperatur.
Metallisk Rockwell hårdhedstest er valgt til hårdhedstest, som udføres ved normal temperatur, og HBRVU-187.5 Brinell optisk hårdhedstester bruges.
10mm til slagtest × 10mm × 55mm prøve uden kærv er testet på JB30B slagtestmaskine med slagenergi på 0,3 KN. m eller 0,15 KN. m.
Eksperimentelle resultater og analyse
1. Hårdhedsværdi
Tag tre forskellige positioner for hver prøve for at måle hårdheden, og få hårdhedsværdien ved hver tempereringstemperatur. I henhold til hårdhedsværdien af ​​hver prøve har A2 en lille ændring, når den hærdes ved 100 ~ 500 grader; Hårdheden er lidt højere, når den hærdes ved middeltemperatur på 400 grader, og spidshårdheden efter standard varmebehandling og anløbning er generelt omkring 520 grader; Efter højtemperaturtempering ved 600 grader falder hårdheden markant, og den gennemsnitlige HRC hårdhedsværdi er kun 52,4, så tempereringstemperaturen bør ikke være for høj.
2. Slagsejhed
Efter anløbning fjernes oxidationsafkulningslaget på overfladen af ​​prøven, og slagværdien af ​​hver prøve ved forskellige hærdningstemperaturer måles. Ifølge slagværdien for hver prøve, når DC53 tempereres ved 200 grader, når den gennemsnitlige slagværdi mere end 60 J/cm2. Når hærdet ved 500 grader, er slagsejheden dårlig, hvilket viser en vis højtemperaturhærdningsskørhed. Tempererende slagsejhed over 600 grader er meget god, men hårdheden er stærkt reduceret, hvilket ikke kan opfylde brugskravene
Forsøgsresultaterne viser, at A2 har en god overordnet hærdningsstabilitet, og hårdheden og slagværdien ændrer sig lidt inden for et bestemt anløbstemperaturområde; Ved anløbning ved 400 ~ 500 grader falder sejheden meget, og der opstår sprødhed i temperamentet; Ved anløbning ved 600 grader er prøvens sejhed meget høj, og slagværdien når 85 J/cm2, men hårdheden er stærkt reduceret. I produktionen kan der til nogle koldbearbejdningsmatricer med lave krav til hårdhed og slidstyrke og høje krav til sejhed anvendes højtemperaturhærdning; For koldbearbejdningsmatricer med høje hårdhedskrav og høj sejhed bør lavtemperaturtempering ved omkring 200 grader anvendes. Hårdheden og slagværdien ved andre hærdningstemperaturer kan forudsiges ved passende beregningsmetoder (såsom interpolationsmetode, funktionstilnærmelse osv.) og derefter verificeres ved eksperimenter. Carbidet i den bratkølede prøve er fordelt i diskontinuerlige tynde bånd, og carbiden er ensartet fordelt efter anløbning ved 200 grader, og der er næsten ingen massiv carbid i strukturen, derfor er sejheden god. Fra brudmorfologien er spaltningstrinnet for bruddet af den hærdede struktur ved 200 grader langt mindre end det for den bratkølede prøve, og der er nogle små og overfladiske fordybninger i bruddet af den metallografiske struktur 5000 gange, hvilket indikerer, at det har en vis sejhed. Efter anløbning omdannes restausteniten fuldt ud, og karbiden er fin og jævnt fordelt, hvilket øger sejheden
konklusion
1. Efter korrekt justering af bratkølingstemperaturen har A2 højere hårdhed og slagstyrke, når den hærdes ved 200 grader; Ved anløbning ved 400 ~ 500 grader er hårdheden højere, og sejheden falder meget; Ved temperering ved 600 grader er slagsejheden meget høj, og hårdheden falder betydeligt
2. Lavtemperaturtempereringsproces bør anvendes til præcisionsmatrice, trimningsmatrice, koldvalsehjul og andre værktøjer og matricer med komplekse former for at få de arbejdende dele af matricen til at opnå høj hårdhed, høj sejhed, god slidstyrke og høj styrke, som effektivt kan forlænge matricens levetid og forhindre overdreven slid, deformation, revner og andre tidlige fejlfænomener
3. Lav quenching og høj genvindingsproces kan anvendes til komplekse forme med stor slagbelastning for at opnå høj slagstyrke og forhindre sprøde brud på formen.