新型压铸模具钢FS438高温拉伸性能研究 牟风,康爱军,刘明,王琳,曹莹 抚顺特殊钢股份有限公司技术中心(辽宁抚顺 U 3001) 【摘要】研究了抚钢生产的新型压铸模具钢FS438的高温拉伸性能。结果表明FS438钢在室 温下抗拉强度达到l,629MPa,随环境温度的升高,抗拉强度随之降低,在650尤时,抗拉强度 为815MPa,此温度下高温拉伸性能明显优于H13钢,约高于H13钢300MPa,说明FS438在 600£^〜650尤范围内仍然具有良好的高温拉伸性能,能够适应该温度下恶劣的工作环境。 关键词:压铸模具钢;高温拉伸性能;显微组织;断口 1 引言
( f" D2 f/ D, b: D; p4 B近年来,铝合金、镁合金压铸产品广泛应用于汽 车、电子等行业,此类压铸模经常与6001〜700T的高 速熔化的炽热金属液接触,并被反复的加热、冷却,工 作环境极其恶劣,为适应压铸模恶劣的工作环境,提 高使用寿命,要求优质的热作模具钢应具有良好的回 火稳定性,良好的高温性能,高的强度,韧性和抗冷热 疲劳性能
5 y6 y7 K5 J( `3 \: V! a& E本文研究的新型热作模具钢(文中称为FS438) 是抚顺特钢与钢铁研究总院合作研制一种高性能压 铸模具钢。其合金成分在H13钢的基础上提高了Mo 的含量,同时降低了 Si、V的含量。研究发现,由于提高了 Mo含量,从而推迟了高温稳定性较好的MC型 碳化物向稳定性较差的M23C6型碳化物转变,使该钢种具有更为持久的高温强度,大大提高了模具的使用寿命m。2 H; k7 m) U4 ?, u( L+ O* l( y
2 材料制备和试验方法
, f9 ~' u% L# l; X: K2 N5 p% I2.1 材料制备* \ W2 n/ m0 _
试验材料取自FS438锻制扁钢,其尺寸规格为 330x810mm。试验钢的主要工艺流程为30t EAF- LF - VD-浇注电极—保护气氛电渣重熔电渣锭—高温 均质化处理—3,500t快锻机多向锻制成材—组织均匀 化处理—球化退火。试验钢化学成分如表1所示。) M1 [/ n0 T4 Z. C+ C D% U
- p) X3 L# z f# M 本试验中淬回火试样及高温拉伸试样取自锻制扁 钢横向截面中心处。泮回火试样尺寸为20x20x10mm, 高温拉伸试样尺寸为05mm,长度70mm (横截面直径尺寸公差为±0.05mm),试样具体尺寸如图1所示。
3 y- y( h$ o' f$ Z
9 R- q% k) Q1 w, N1 L
$ t+ R9 L1 Y& s6 T2 W0 X2.2 试验方法3 Z( z# a6 @5 n
首先对FS438钢进行淬、回火曲线测定,采用 TH300型洛氏硬度计测定淬、回火硬度,根据硬度测 试数值绘制FS438钢淬回火曲线,获得高温拉伸试样 的最佳热处理工艺。FS438钢试样经热处理后,按 GB/T228规定检测室温拉伸性能,按GB/T4338规定检 测高温拉伸性能;采用INSTRON4483型电子拉伸试 验机及DDL150高温拉伸试验机检测。/ Z8 v' \: Z% ?! h
共试验8个温度点,依次为室温(25℃)、400℃、 500℃、600℃.650℃、670℃、690℃,700℃,温度偏差 在±3℃。环境温度由箱式加热炉加热到规定的温度, 然后保温30min,每个温度下各对2个试件进行试验。试验后拉伸试样经4%的硝酸酒精腐蚀后采用 Axiovert40MAT显微镜观察不同温度下的显微组织, 釆用EVO 18型扫描电镜观察不同温度下拉伸试样的断口形貌。
4 G/ F, ]8 T9 \8 {! g2 ?- [ d( X! {: U4 ^( Q$ i( ]
7 B1 N* X( a) O. s6 ^. G
1 ?" ?& o; t2 r% n% [! M, L4 G2 V" M/ S% P
4 U" t& f. }3 } _& B: y |