莱氏体高合金工具钢锻件常见的缺陷与对策.doc

莱氏体高合金工具钢锻件常见的缺陷与对策 ????本章将分别介绍莱氏体高合金工具钢、高温合金、耐热不锈钢、铝合金、镁合金、铜合金和钛合金等七类金属材料锻件质量的一些共性问题。对每一类金属材料，在概要介绍其锻造工艺特点的基础上，着重分析了锻造过程中的主要缺陷、缺陷产生的原因和防止的对策。??? 结构钢（包括碳素结构钢和合金结构钢）在生产中应用最广泛。与高合金工具钢、耐热不锈钢和高温合金相比，结构钢的工艺塑性好，变形抗力小，导热性好，锻造温度范围宽。但是，由于结构钢的冶炼方法较多、钢锭的尺寸较大、浇铸后冷却速度慢、偏析严重。因此，该类钢的钢锭和钢材中存在有较多的冶金缺陷，如残余缩孔、枝晶偏析、气泡、疏松。夹杂等。这些缺陷可能在锻件内产生遗传性的影响。??? 结构钢在加热和冷却过程中有同素异构转变，锻件的使用性能主要靠最终热处理工艺来保证。另外，锻造过程中的某些缺陷也可以用锻后热处理（如正火、退人等）予以消除或善。??? 结构钢锻件锻造过程中的质量问题大致如下：??? 加热过程中的主要缺陷是氧化、脱碳、过热、过烧。锻件过热后在低倍上表现为粗晶。多数合金结构钢锻件过热后沿原高温奥氏体晶界有析出相，并常常呈现稳定过热。马氏体钢和贝氏体钢锻件过热后，由于组织遗传的原因，常产生低倍粗晶。结构钢过热后的断口，按过热的程度和检验状态不同有粗晶断口、萘状断口和石状断口等。??? 结构钢一般都具有较好的塑性，锻造过程中的开裂主要是下列因素引起的：①钢锭和钢材中的冶金缺陷；③加热过程中由于渗硫、渗铜、渗锡等原因，在晶界上存在有低熔点相；③锻造操作不当。??? 锻造变形工艺不当时，可能引起折叠、流线分布不符合要求等缺陷。终锻温度偏低时，可能在锻件内引起带状组织。??? 结构钢在冷却过程中由于有相变，能引起组织应力。结构钢大锻件，当合氢量较高，且锻后冷却工艺不当时，常易产生白点。??? 结构钢锻件在锻造过程中常产生的上述缺陷，由于在前面章节中已有详细论述，故本章不再介绍，对于工具钢，本章也只介绍其中质量问题较多的莱氏体高合金工具钢。?????? （一）概述??? 莱氏体高合金工具钢包括高速钢和Cr12型模具钢等。??? 高速钢是用于制造高速切削的刃具。这类刃具除要求高硬度、高耐磨性以外，还要求高热硬性，即在高速切削条件下刀刃不会因发热而软化的性能。这类钢在适当淬火、回火热处理后的硬度一般高于63HRC，高的可达68～70HRC，并且在600℃左右仍然保持63～65HRC的高硬度。Cr12型模具钢用于制造重负荷、高精度、高寿命的冷变形模具。例如，冷冲模、冷镦模、滚丝模、冷轧辊等。这类模具要求具有高强度、高硬度、高耐磨性、以及足够的韧性。这类钢淬火、回火后的硬度为62～64HRC。????我国常用的莱氏体高合金工具钢的牌号和在成分见表5-1和表5-2。 表5-1 高速钢的化学成分 钢?? 号 化? 学? 成? 分（质量分数）（%） C W Mo Cr V Co Si Mn Nb Al S P XL加入量 W18Cr4V 0.70～0.80 17.50～19.00 ≤0.30 3.80～4.40 1.00～1.40 ? ≤0.40 ≤0.40 ? ? ≤0.030 ≤0.030 ? 9W18Cr4V 0.90～1.00 17.50～19.00 ≤0.30 3.80～4.40 1.00～1.40 ? ≤0.40 ≤0.40 ? ? ≤0.030 ≤0.030 ? W12Cr4V4Mo 1.20～1.40 11.50～13.00 0.90～1.20 3.80～4.40 3.80～4.40 ? ≤0.40 ≤0.40 ? ? ≤0.030 ≤0.030 ? W14Cr4VMnXL 0.80～0.90 13.50～15.00 ≤0.30 3.50～4.00 1.40～1.70 ? ≤0.50 0.35～0.55 ? ? ≤0.030 ≤0.030 ? W6Mo5Cr4V2 0.80～0.90 5.50～6.75 4.50～5.50 3.80～4.40 1.75～2.20 ? ≤0.40 ≤0.40 ? ? ≤0.030 ≤0.030 0.07 W6Mo5Cr4V2Al 1.05～1.20 5.50～6.75 4.50～5.50 3.80～4.40 1.75～2.20 ? ≤0.60 ≤0.40 ? 0.80～1.20 ≤0.030 ≤0.030 ? W6Mo5Cr4V5SiNbAl 1.55～1.65 5.50～6.50 5.00～6.00 3.80～4.40 4.20～5.20 ? 1.00～1.40 ≤0.40 0.20～0.50 0.30～0.70 ≤0.030 ≤0.030 ? W10Mo4Cr4V3Al 1.30～1