[发明专利]Cr-Mo-V型中碳热作模具钢及其组织球化方法

说明书

本发明公开了一种Cr‑Mo‑V型中碳热作模具钢，至少包括C元素、Mn元素、Si元素、Cr元素、Mo元素或V元素中的任意一种或至少两种的组合。本发明还公开了一种Cr‑Mo‑V型中碳热作模具钢的组织球化方法。本发明采用“亚温淬火+高温回火”的工艺方法实现组织球化，不仅大幅度缩短了该类钢的球化退火工艺时间，同时也显著改善了其组织均匀性。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体是一种Cr-Mo-V型中碳热作模具钢及其组织球化方法。

背景技术

Cr-Mo-V型中碳热作模具钢是一种强韧性兼备的热作模具钢，由于其具备较高的高温强度、良好的韧性和耐冷热疲劳性能，使用范围十分广泛，主要用于制造冲击载荷大的锻模、热挤压模，精锻模以及各种合金压铸模等，其代表钢种有4Cr5MoSiV(H11)、DIEVAR、4Cr5MoSiV1(H13)、8418等。

该类钢均属于过共析钢，且强碳化物形成元素含量较高，在锻造成型及锻后冷却过程中，极易沿晶析出网状碳化物，影响热处理后钢的组织均匀性和力学性能稳定性，因此，该类钢在性能热处理前都必须通过预热处理将组织球化以消除网状碳化物。

如图1所示，是现有技术中Cr-Mo-V型中碳热作模具钢球化退火工艺曲线图。

1、经锻造成型后在900℃的温度下保温；

2、将锻件升温至1050℃，保温10-15h；

3、采用水冷至340℃，冷却时间20-25h，保温10-15h；

4、再次升温至600℃，升温时间3-5h，保温3-5h；

5、升温至850℃，升温时间4-6h，保温25-35h；

6、炉冷降温至600℃升温至700℃，冷却时间15-20h，升温时间1-3h，保温25-35h；

7、炉冷降温至500℃以下出炉，冷却时间15-20h。

目前国内外普遍采用锻后进行等温球化退火的工艺方法处理(即锻后先加热至Ac1～Acm(A_cm：加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度，A_C1：加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度)之间的某一温度保温一定时间后，缓冷至Ar1附近温度长时间保温，最后再缓冷至一定温度出炉)，该工艺方法的确能够消除部分网状碳化物，但由于加热温度始终都在Acm以下，无法将组织中的大颗粒或长链状碳化物熔断球化，碳化物分布不够均匀，影响最终热处理后的组织均匀性和力学性能稳定性。另外，由于该类钢珠光体转变时间长，温度范围窄，等温温度难以控制，尤其是大件批量生产时工艺时间长，效率低且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Cr-Mo-V型中碳热作模具钢及其组织球化方法，采用“亚温淬火+高温回火”的工艺方法实现组织球化，不仅大幅度缩短了该类钢的球化退火工艺时间，同时也显著改善了其组织均匀性。

为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

为此，本发明技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种Cr-Mo-V型中碳热作模具钢，所述Cr-Mo-V型中碳热作模具钢至少包括C元素、Mn元素、Si元素、Cr元素、Mo元素或V元素中的任意一种或至少两种的组合。

优选的，所述Cr-Mo-V型中碳热作模具钢按质量分数至少包括以下组分：C：0.3-0.5％，Mn：0.3-0.6％，Si：0.15-1.2％，Cr：4.7-5.5％，Mo：1.0-3.0％，V：0.3-1.2％，其余含量为Fe及不可避免的杂质。