- 1、本文档共37页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
D9158铁基高温合金直接时效处理研究
1 引言
模具作为一种重要的加工工艺装备,已经成为制约我国现代制造业发展的关键因素之一。模具加工具有效率高、质量好、节约原材料、降低成本等优点,因而被广泛应用于机械工业生产的各个领域。在模具中被广泛应用的热作模具主要用于热变形加工和压力铸造。其工作特点是在外力作用下,使加热固体金属材料产生一定的塑性变形,或者是高温的液态金属制造成型,从而获得各种所需形状的毛坯。而热挤压模的工作条件恶劣,既承受压应力和弯曲应力,脱模时还承受一定的拉应力。另外,还受到冲击负荷的作用。模具与炽热金属接触时间较长,使其受热温度比锤锻模温度更高,尤其是挤压钢件和难熔金属时,工作温度高达600℃~800℃[1]。本文所研究的是为满足氧气瓶、大弹体生产中大量消耗的热挤压模具。大弹体热挤压模具温度升高快、急冷急热、受力复杂的工作条件要求模具材料必须具备良好的综合机械性能。如高的高温强度和热稳定性、足够的韧性、良好的热疲劳和热磨损抗力等。根据目前国内外热挤压模具材料的应用现状和发展趋势以及国情[2,3],所研制的合金应是以多种元素复合合金化达到综合强化(如固溶强化、析出强化、晶界强化等)效果的铁基合金。合金工作温度应达到650℃~800℃,并具有良好的焊接性和机械加工性能[4] 。模具的性能好坏、寿命长短,直接影响着产品的质量和经济效益,而模具材料的热处理以及表面处理是影响模具寿命诸因素中的主要因素。
由于弹体热拔伸成型模具,工作时受力大,模腔表面温度高(600~800℃)[5]。[6]。
本课题所研究材料是用自己配备成分的自制焊条堆焊而成的D9158型铁基高温合金,该合金是属于固溶强化型和沉淀强化型高温合金,是为了满足氧气瓶和大弹体生产中大量消耗的热挤压模具的需要而研制的。该铁基高温合金堆焊后经过时效处理,在奥氏体基体上析出大量弥散分布的金属间化合物Laves相和合金碳化物M6C等强化相,使合金获得良好的综合性能,在大弹体成型热拔伸模具中取得良好的经济效益。
根据直接使用情况的要求,对堆焊态合金采用直接时效热处理工艺,通过硬度分析、X射线衍射分析、金相分析、对D9158铁基高温合金各状态的组织性能的变化规律进行探讨,以期进一步挖掘材料潜力,更好地进行推广应用
种类 C Mn Si Cr Ni W Mo V S.P 含量(%) 0.31-0.33 1.0-1.5 0.4-0.8 10.5-12 10.5-12 8-9 4-5 0.6-1 ≤0.03 2.1.2 试样的制备
采用高合金钢焊丝,通过药皮过渡合金成分的复合研制方法,研制一定成分的铁基高温合金堆焊焊条。在SC101型鼓风电热恒温干燥箱中对焊条进行150℃保温1.5h处理,用来保证焊条的干燥。我们用直流焊机(ZXG-300型)将焊条堆焊成试样,焊机工作电流为110A,工作电压为20V[13]。
Q235板材的大小为150×80×4mm。在Q235板材上堆焊三个大小均匀D9158铁基合金的试样,堆焊层高度为8mm厚。由于焊接时每个试样连在一起,所以要把它们锯开,以便进行实验操作。
用砂轮将锯开的单个试样进行打磨,把上下表面打磨平整、周围打磨圆滑,直到试样变得规则、圆滑为止。
2.1.3 试样编号
根据热处理实验的要求,共制备了八个试样,其中一个为堆焊态原始试样,其余七个为热处理试样,且都做了可分辨的标记。
2.2 热处理过程
2.2.1 热处理工艺的制定
高温合金的性能主要取决于它的化学组成和组织结构,当合金成分一定时,热处理工艺对合金组织的影响更为敏感。不同热处理可使合金的晶粒度、强化相溶解析出相的数量和颗粒尺寸、甚至晶界状态等不同。所以一种合金经不同热处理后具有不同的组织,因而具有不同的性能和用途。: 时效析出的第二相主要有M6C、Laves相、M23C6、MC: M6C为750~1 150℃、Laves相为650~1100℃、MC为600~1 100℃、M23C6为650~1 100℃。因此时效温度确定为700、750、800、850℃;时效时间选为1~200 h。根据溶解析出理论,通过时效工艺系列试验,结合组织性能分析,探明时效工艺对合金析出相转变及对组织性能影响的规律[11]。
根据该模具在工厂的直接使用情况,制定了以下的直接时效热处理工艺(见表2.1)。
表2.1:试样直接时效热处理工艺
试样编号 热处理工艺 原始堆焊态 未作处理 00 时效750℃*1小时(空冷) 01 时效700℃*3小时(空冷) 02 时效750℃*3小时(空冷) 03 时效800℃*3小时(空冷) 04 时效850℃*3小时(空冷) 05 时效750℃*5小时(空冷) 06 时效750℃*22小时(空冷) 2.2.2 热处理设备的选择
热处理常用的加热设备按能源分有燃料加热设备和电加热设
文档评论(0)