超高碳鋼通過(guò)淬火處理可以獲得極高的硬度,有望在工模具領(lǐng)域加以應用。然而通過(guò)淬火獲得高硬度馬氏體組織的同時(shí),面臨顯著(zhù)脆性的問(wèn)題。已有的研究表明,在一些中高碳鋼中,利用等溫淬火處理,獲得含有下貝氏體組織的復合組織以改善韌性,取得了較好的效果。為此,鋼丸生產(chǎn)廠(chǎng)家通過(guò)研究超高碳鋼等溫淬火過(guò)程中的組織轉變以及力學(xué)性能,期望應用等溫淬火工藝開(kāi)拓超高碳鋼在工模具領(lǐng)域的應用。制備與實(shí)驗方法實(shí)驗用超高碳鋼由25kg中頻感應真空爐冶煉,然后將鑄錠鍛造成棒料。

　　其化學(xué)成分為(熱量分數,%):1.40C,1.5Cr,1.5Al。奧氏體化溫度為860℃,等溫淬火的等溫溫度分別為250、300和350℃,等溫淬火分別在箱式電阻爐和鹽浴爐中進(jìn)行,等溫結束后采用水淬。鋼丸生產(chǎn)廠(chǎng)家對金相顯微鏡和掃描電鏡進(jìn)行微觀(guān)組織觀(guān)察,貝氏體的體積分數采用計點(diǎn)法定量金相人工測定,測定視場(chǎng)數50個(gè),貝氏體通過(guò)金相形貌確定。采用X-射線(xiàn)衍射儀分析殘余奧氏體的含量。

　　其中被貝氏體包圍的區域為馬氏體、殘余奧氏體以及碳化物的混合組織。等溫時(shí)間進(jìn)一步延長(cháng)到90min,貝氏體轉變結束,形成數量更多,殘余奧氏體顯著(zhù)減少,鋼丸生產(chǎn)廠(chǎng)家認為貝氏體的不完全轉變現象不明顯。值得指出的是,較多的貝氏體形成后,用SEM觀(guān)察,殘留碳化物和含碳量很高的奧氏體因襯度差別小而難以看清楚,并不表明組織中不存在殘留碳化物。

　　與250℃等溫淬火相比,貝氏體形成所需要的孕育期大大縮短,貝氏體開(kāi)始形成時(shí)間為10min,基體為隱晶馬氏體,有較多的殘留碳化物和少量的針狀貝氏體,此時(shí)的硬度高達63HRC。等溫20～30min時(shí),貝氏體的轉變量很大,轉變速度很快,其形態(tài)為針狀,鋼丸生產(chǎn)廠(chǎng)家針的長(cháng)度有所減小,奧氏體不再被先期形成的貝氏體所分割,未轉變的奧氏體區域進(jìn)一步向貝氏體轉變,更大程度上依賴(lài)于其內部新的貝氏體形核的長(cháng)大。

超高碳鋼通過(guò)催貨處理硬度上有了極大的提升