Mo含量对D2钢组织与性能的影响

doi:10.11901/1005.3093.2017.426

材料研究学报

2018, Vol. 32

Issue (6): 432-431 DOI: 10.11901/1005.3093.2017.426

研究论文

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Mo含量对D2钢组织与性能的影响

李旭敏¹, 方峰¹, 涂益友¹, 周雪峰¹(

), 吴建忠², 徐辉霞²

1 江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室东南大学材料科学与工程学院南京 211189
2 江苏(天工)工模具钢工程技术研究中心丹阳 215400

Effect of Molybdenum on Microstructure and Properties of AISI D2 Tool Steel

Xumin LI¹, Feng FANG¹, Yiyou TU¹, Xuefeng ZHOU¹(

), Jianzhong WU², Huixia XU²

1 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Metallic Materials, School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China
2 Jiangsu Engineering Research Center of Tool Steel, Danyang 215400, China

引用本文:

李旭敏, 方峰, 涂益友, 周雪峰, 吴建忠, 徐辉霞. Mo含量对D2钢组织与性能的影响[J]. 材料研究学报, 2018, 32(6): 432-431.
Xumin LI, Feng FANG, Yiyou TU, Xuefeng ZHOU, Jianzhong WU, Huixia XU. Effect of Molybdenum on Microstructure and Properties of AISI D2 Tool Steel[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2018, 32(6): 432-431.

全文: PDF(9901 KB) HTML

摘要:

采用OM、SEM、TEM、XRD、EDS等分析手段,研究了Mo含量变化对D2钢组织和性能的影响规律。结果表明,随Mo含量增加,D2钢铸态组织晶粒细化,共晶碳化物数量增多,形态由细长棒状转变为条块状和鱼骨状。与棒状碳化物相比,鱼骨状和条块状碳化物热稳定性增强,加热过程中难以溶解和球化,导致淬火后基体中合金固溶度降低,回火后硬度下降。D2钢Mo含量最佳范围为0.9%~1.1%(质量分数),此时淬回火硬度可达61 HRC,冲击韧性20 J/cm²以上,具有良好的综合使用性能。

关键词 ：金属材料, D2模具钢, Mo元素, 碳化物, 硬度, 冲击韧性

Abstract：

Effect of Mo-content on the microstructure and properties of AISI D2 tool steel has been studied by means of OM, SEM, TEM, XRD and EDS. Results show that with the increasing Mo-content, the grain size of the steel decreased, while the amount of eutectic carbides increased, and the morphology of which changed from rod-like to fish bone-like and block-like. The thermal stability of the fish bone-like and block-like carbides is higher than that of the rod-like ones, thereby, they are difficult to dissolve and spheroidize during heating process. This fact may result in the decrease in solubility of alloying elements after quenching, and the decrease in hardness after tempering. The optimum Mo content is between 0.9% and 1.1%, correspondingly, the hardness of the tempered D2 steel is 61 HRC, and the impact toughness reaches about 20 J/cm².

Key words： metallic materials D2 tool steel molybdenum carbide hardness impact toughness

收稿日期: 2017-07-14

ZTFLH:

TG142.1

基金资助:国家自然科学基金(51301038),江苏省重点研发计划(BE2016154),丹阳市科技发展专项资金(SGP201502)

作者简介:

作者简介李旭敏,女,1994年生,硕士生

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图1 不同Mo含量的D2钢铸态组织

图2 不同Mo含量的D2钢共晶碳化物的三维形貌

表1 不同形态的碳化物的合金元素含量(质量分数)

图3 不同Mo含量的D2钢碳化物粉末的XRD图谱

图4 D2钢M7C3共晶碳化物的明场像和衍射花样

图5 D2钢碳化物热处理后的三维扫描照片

图6 锻压比为6时D2钢锻材SEM形貌

图7 D2钢在1100℃下淬火后的微观组织

图8 不同淬火温度下D2钢基体合金元素含量

图9 不同Mo含量的D2钢淬回火态硬度和冲击韧性

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