Penyelidikan tentang sifat beberapa keluli mati kerja panas
Sifat mekanikal dan kestabilan terma keluli mati kerja panas GMH20, PH25, DIEVAR dan H13 telah diuji. Keputusan menunjukkan bahawa keplastikan dan kekerasan keluli GMH20, keluli PH25 dan keluli DIEVAR jelas lebih baik daripada keluli H13 selepas rawatan haba vakum dengan proses yang sama. Secara keseluruhan, keluli GMH20 dan DIEVAR mempunyai sifat mekanikal yang terbaik. Di samping itu, dengan lanjutan masa pegangan pada 610 darjah, kekerasan empat jenis keluli ini semakin hampir, kira-kira 35 HRC.
Keluli H13 ialah keluli mati kerja panas yang digunakan secara meluas di China. Pada masa ini, kaedah mengaloi Si rendah dan Mo tinggi adalah trend pembangunan keluli H13 yang lebih baik. Kelebihan mengurangkan Si ialah: (1) mengurangkan ∧ bentuk atau ∨ pengasingan bentuk; (2) menghomogenkan organisasi makro; (3) dendrit penipisan struktur microsolidified; (4) Kurangkan penyejukan super komponen pada antara muka pemejalan semasa pemejalan; (5) Kurangkan karbida eutektik; (6) Menapis hablur austenit; (7) Meningkatkan keplastikan dan keliatan; (8) Kurangkan kadar perambatan retak keletihan suhu tinggi; (9) Kurangkan kadar perambatan retak rayapan; (10) Menghalang transformasi bainit semasa penyejukan pelindapkejutan; (11) Meningkatkan rintangan keretakan haba. Kelebihan meningkatkan Mo adalah: (1) meningkatkan kebolehkerasan, menghalang pemendakan karbida sempadan bijian dan transformasi bainit; (2) Meningkatkan rintangan pembajaan; (3) Meningkatkan kekuatan suhu tinggi dan kekuatan rayapan suhu tinggi; (4) Meningkatkan rintangan keretakan haba; (5) Meningkatkan keliatan; (6) penghalusan karbida eutektik dan pengagihan karbida seragam. Apabila mengkaji sifat suhu tinggi keluli mati kerja panas, ramai sarjana menggunakan ujian kestabilan terma untuk mencirikan keupayaan bahan untuk mengekalkan kestabilan organisasi dan perubahan sifat mekanikal seperti kekerasan dan kekuatan apabila bekerja pada suhu tinggi.
Keluli DIEVAR, keluli GMH20 dan keluli PH25 tergolong dalam keluli H13 yang dipertingkatkan Si rendah dan Mo tinggi. Kini tiga jenis keluli dan keluli H13 dirawat haba bersama-sama, menggunakan proses rawatan haba yang sama untuk membandingkan kekerasan, sifat mekanikal, keliatan impak dan kestabilan terma empat jenis keluli.
Bahan dan kaedah ujian
1. Uji komposisi bahan
Bahan ujian ialah keluli GMH20, keluli PH25, keluli DIEVAR dan keluli H13. Empat bahan tersebut telah diproses masing-masing menjadi sampel kekerasan tegangan, hentaman dan kestabilan terma. Komposisi kimia bahan ujian ditunjukkan dalam Jadual 1.
2. Kaedah ujian
Sampel segi empat tepat takuk berbentuk V digunakan untuk hentaman pada suhu bilik, dan sampel hentaman ialah 10 mm × 10 mm × 55 mm, yang diukur mengikut GB/T 229-2007 "Kaedah ujian hentaman Metal Charpy Notch", dan ujian impak telah dijalankan pada mesin ujian impak jenis ZBC230Z-B. Ujian tegangan telah dijalankan pada mesin ujian universal CMT5305, dan 10 rod ujian tegangan telah dipilih. Struktur mikro diperhatikan dengan mikroskop metalografi Neophot30. Kekerasan ditentukan oleh HRS{10}} penguji kekerasan Rockwell paparan digital. Proses rawatan haba bagi sifat mekanikal empat bahan ialah: pelindapkejutan penyejukan udara langsung pada 1020 darjah, dan pembajaan pada 560 darjah dan 595 darjah selama 3 jam.
Kestabilan terma adalah salah satu sifat utama keluli mati kerja panas, yang mencerminkan keupayaan keluli mati untuk menahan pelembutan apabila bekerja pada suhu tinggi, dan berkaitan dengan prestasi suhu tinggi keluli. 4 jenis keluli ujian tergolong dalam keluli mati kerja panas kelas H13, terutamanya digunakan sebagai bahan tuangan die aloi aluminium. Takat lebur aloi aluminium biasanya kira-kira 600 darjah C, dan jika bilet mengalir dalam rongga acuan, suhu akan lebih tinggi. Oleh itu, suhu ujian kestabilan terma dipilih pada 610 darjah . Relau pemanasan ujian ini ialah relau rintangan kotak suhu tinggi YFX10/13Q-GC, dan saiz sampel ialah 15 mm × 15 mm × 10 mm. Sampel telah disejukkan terlebih dahulu pada 1020 darjah dan kemudian disejukkan dengan udara, dibaja dua kali pada 560 darjah dan 590 darjah, dan kemudian diletakkan di dalam relau kotak suhu tinggi untuk masa pembajaan 610 darjah 2 jam, 4 jam, 6 jam, 8 h, 10 h, 15 h dan 20 h, masing-masing. Kekerasan sampel selepas masa pegangan berbeza diukur dan lengkung dilukis.
3. Kesimpulan
(1) Sifat mekanikal keluli GMH20 dan keluli PH25 adalah lebih baik daripada keluli H13 dan hampir dengan keluli DIEVAR, terutamanya keluli GMH20, dan sifat mekanikal sangat dekat dengan keluli DIEVAR. Keplastikan keluli GMH20, PH25 dan DIEVAR adalah jauh lebih baik daripada keluli H13, terutamanya kerana kandungan Si sangat berkurangan berbanding dengan komposisi kimia keluli H13, dan kandungan Mo meningkat, dan perubahan dalam komposisi ini boleh meningkatkan keplastikan dan keliatan keluli. Pengurangan kandungan Si boleh meningkatkan keplastikan keluli, dan keluli DIEVAR mempunyai kandungan Si yang paling rendah, jadi keplastikannya adalah yang terbaik. Secara keseluruhan, keluli DIEVAR dan keluli GMH20 mempunyai sifat mekanikal yang terbaik.
(2) Pada 610 darjah untuk masa yang lama, trend perubahan kestabilan haba keluli GMH20 dan keluli PH25 adalah sangat rapat, dan lengkung hampir bertepatan; Dengan lanjutan masa pegangan, kekerasan empat jenis keluli cenderung sama, kira-kira 35 HRC.
