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耐沖擊工具鋼的用途比較廣泛，例如沖頭、鑿子、沖壓模、剪切刀具和沖擊切削刀片等，既要有高的耐沖擊性和較高的硬度，又要有高的耐磨性和較好的耐熱性。5CrW2Si鋼和6CrW2Si鋼是典型的耐沖擊工具鋼，但是，在有些應(yīng)用條件下，這些典型的耐沖擊工具鋼耐磨性或耐熱性明顯不足，常常改選高合金熱作磨具鋼代替，而國外的低中合金耐沖擊工具鋼品種很多，為此，本項(xiàng)目研究6CrW2MoVSi鋼熱處理組織結(jié)構(gòu)及硬度特性，為該鋼的熱處理工藝制定及生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。
實(shí)驗(yàn)材料成分如表1所示。實(shí)驗(yàn)材料以150kg感應(yīng)爐熔煉，鑄錠后鍛造成Φ75mm圓鋼，經(jīng)1100～900℃熱軋加工成80mm×10mm扁鋼，然后加工成20mm×14mm×10mm試樣。試樣的退火、淬火、回火均在2.5kVA電阻爐中進(jìn)行，退火溫度820℃，加熱2.5h后隨爐冷至室溫；淬火實(shí)驗(yàn)溫度范圍為850～1100℃，加熱保溫時間為23min，油介質(zhì)冷卻；用850、930、950、1050和1100℃淬火后試樣回火，溫度范圍160～610℃，回火時間為2.5h。用Olympus光學(xué)顯微鏡和Philips-XL30型掃描電鏡分析顯微組織，用D/Max-3A X射線衍射儀進(jìn)行碳化物相分析。
表1 6CrW2MoVSi鋼的成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Si
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Mn
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Cr
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W
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Mo
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V
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Ni
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Fe
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0.56
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0.62
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0.34
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1.42
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2.21
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0.95
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0.53
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0.29
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余量
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6CrW2MoVSi鋼熱處理顯微組織細(xì)化均勻，退火后碳化物平均尺寸0.6μm；淬火后鋼中馬氏體以板條狀馬氏體為主，并有少量針狀馬氏體，經(jīng)950℃淬火后針狀尺寸小于2.5μm。實(shí)驗(yàn)鋼硬度隨淬火溫度升高而升高共分3段，在910～980℃范圍淬火，硬度升高隨淬火溫度上升的趨勢減緩。在較高溫度淬火后，回火出現(xiàn)低溫和高溫兩個回火沉淀硬化區(qū)，220～240℃回火，沉淀硬化的硬度為54～58HRC；540～570℃回火，沉淀硬化的硬度為52～56HRC。對照相平衡計(jì)算結(jié)果，熱處理過程的相組成比平衡態(tài)滯后，依次，可以分析其顯微組織及硬度特征。
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