| 1 前言 5CrNiMo在热锻模中得到广泛应用，合金元素含量较低，具有良好韧性、强度和抗冷热疲劳 性能与一定耐磨性。在室温和500～600℃时机械性能接近，加热至500℃仍可保持300HB以 上硬度，淬透性良好，能淬透300×４００×３００mm模块。耐热性能和热加工性能良好， 生产上形成了比较成熟的常规工艺，但与发达国家相比仍有较大差距。主要失效形式：早期 脆断——裂纹源发生在模腔应力集中底角；热疲劳裂纹——产生在激热激冷最剧烈的模腔凸 台边缘部位，以及型腔早期磨损、塌陷与塑性变形等造成早期失效。笔者对早期失效的多付 模具进行断面解剖，金相检查发现其心部均是羽毛状上贝氏体组织，脆性大，强韧性低，恶 化了模具使用性能。欲提高热锻模具使用寿命，必须提高5CrNiMo钢热锻模脆断抗力、冷热 疲劳抗力、磨损抗力和适宜强韧性配合。生产实践证明，选用5CrNiMo电渣钢，采用复合渗 强韧化处理新工艺可大幅度提高板手热锻模使用寿命，被誉为寿星模。 2 5CrNiMo电炉钢板手热锻模常规热处理工艺分析 5CrNiMo热锻模用锻造模块制造或对热轧圆钢进行改锻，经球化等温退火后加工 成品，然后 按图1工艺进行热处理。淬火组织为片状马氏体 针状马氏体 少量残余奥氏体，晶粒度9.5～ 8.5级；经500～510℃×2～3h回火后心部组织为羽毛状上贝氏体，硬度42～46HRC，心部硬 度32～36HRC。为防止淬火开裂，油冷至150～200℃立即转入回火。因热锻模尺寸较大，淬 火冷却时，表层与心部存在较大温差，当表层冷至马氏体转变点(Ms)以下150～200℃时， 已转变为马氏体，而心部仍为过冷奥氏体，立即转入500℃回火时过冷奥氏体发生等温转变 为脆性较大的上贝氏体，此组织有较低的K1C值、ak值和σb值。力学性能远不如 下贝氏体好，且上贝氏体中的碳化物往往沿铁素体针呈带状分布，促使力学性能大幅度降低 。总之，因常规淬火工艺表层组织获得强韧性较低的针状马氏体，而心部组织为脆性较大的 上贝体组织，因而导致板手热锻模早期失效较为严重。选用5CrNiMo电渣钢，采用复合渗强 化处理新工艺，有效消除早期失效因素，显著提高使用寿命。 |
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