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PH25热作模具钢真空热处理工艺研究
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-10-12
PH25钢是一种国产新型的H13改进型热作模具钢，本项目研究了PH25钢的真空热处理工艺，选择适合的热处理工艺以获得最佳的力学性能。
H13钢在使用温度不超过600℃时具有良好的冷热疲劳性。目前其在国内的年产量和使用量已居热作模具钢的首位。但是，由于H13钢的硅含量较高（1%左右），易引起成分偏析，且塑性也较差。为此，国内外的许多学者都在探究和拓展H13钢的性能，目前低Si高Mo的合金化途径是改进型H13钢的发展趋势。PH25钢是一种国产新型的H13改进型热作模具钢，本项目研究了PH25钢的真空热处理工艺，选择适合的热处理工艺以获得最佳的力学性能。
试验材料为PH25钢，分别加工成拉伸、冲击和硬度试样，试验材料的化学成分如表1 所示。
表1 试验钢用PH5钢的化学成分（质量分数，%）
C
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Si
|
Mn
|
Cr
|
Mo
|
V
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0.36
|
0.27
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0.39
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5.19
|
2.02
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0.61
|
常温冲击采用V型缺口矩形试样，冲击试样为10mm×10mm×55mm，按照GB/T229-2007《金属夏比缺口冲击试验方法》测定，冲击试验在ZBC230Z-B型冲击试验机上进行。拉伸试验在CMT5305型万能试验机上进行，试棒选用Φ10mm拉伸试棒。硬度试样尺寸为15mm×20mm×15mm，用HRS-150型数显洛氏硬度计测定硬度。用Neophot30型金相显微镜观察显微组织。
由于工件淬火后的性能与冷却速度密切相关，本试验专门对PH25钢经不同冷却方式后的组织及性能进行了研究。试验选用1020℃作为淬火温度，冷却压力为4.5×105Pa，冷却方式分别选用直接先预冷再气冷（先炉冷至960℃，保温10min，再气冷）、气冷和油冷3种方式。本试验还进行了预处理对PH25钢力学性能影响的研究。具体工艺过程：其中一组选用860℃球化退火预处理后，选用1020℃直接气淬，560℃、600℃两次回火；另一组不进行预处理，淬火回火工艺同前，然后比较两者的力学性能。结果表明：
（1）选用1020℃对PH25钢进行真空淬火，冷却压力为4.5×105Pa，直接气冷能够使PH25钢获得较好的力学性能。
（2）PH25钢经过860℃球化退火预处理后，可进一步提高力学性能，其硬度从48.6HRC提高到49.4HRC，屈服强度从1425MPa提高到1467MPa，抗拉强度从1691MPa提高到1743MPa，而塑性和韧性变化不大。
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