相關鏈接：鉻12模鋼表面延性和干裂性研究

　　開裂敏理性是原料的重要物理性能，對硬度大、延性大的原料尤為重要。據統計，一些部門對表面化學熱處理后滲透層的延性進行了一系列科學研究，如對硼滲透層表面延性的科學研究、對高頻淬火層表面延性的精確測量等，得出了許多關鍵結論。對于像Cr12MoV模具鋼這樣硬度大、延性大的工模原材料，延性干裂直至斷裂的無效問題十分廣泛。目前，該原料延性開裂的敏感性檢驗比較復雜，滲透性大。更簡單有效的科學研究方法已成為探索高韌性、高非金屬材料的熱點話題。

　　我們科學研究的主要目的是通過類似的表面硬化層來檢驗這種原料的開裂敏理性。本次主要針對Cr12模具鋼的科學研究，強度約為60HRC，經過不同的熱處理方法，分析討論了工件表面開裂的敏感性，并根據材料的其他物理性能進行了分析討論。試驗研究表明，布氏硬度壓印法具有簡單易行的檢測模具鋼表面開裂敏感性方法，對進一步研究該原材料具有重要的理論和實踐意義。

　　▇ 科學研究材料及方法

　　● 實驗材料和熱處理方法

　　Cr12模具鋼的成分質量濃度為(德松標準Cr12鋼的金速原素比)。熱處理方法選擇不同的加熱溫度 冷暴力( - 196 ℃) 200℃淬火。本文僅討論淬火溫度分別為960℃、1000℃、1030℃、1060℃、Cr12鋼熱處理工藝1100℃后表面開裂敏理性。

　　● 物理性能和殘留奧氏體測量方法

　　Instron1255型萬能材料試驗機上的基本物理性能數據測量縮小試件10mm*20mm；彎曲試件10mm*10mm*120mm，跨度100mm；UT10型拉力試驗機采用10mm*10mm*55mm無空缺試件進行應力試驗。所有信息均取3～四個樣品的平均值。殘留奧氏體含量的測定 D/ max rA 在X射線自動衍射器中進行。

　　● 表面開裂敏理性檢測的原理和方法

　　維氏硬度試驗法用于表面干裂測量和應力分析表面開裂敏理性試驗，相對面間交角為136°金剛石正四棱錐體拉力在一定負載下舒張壓入待測金屬表面，在規定的維護時間后卸載，然后在顯微鏡和掃描電子顯微鏡下觀察壓印方形邊界的機構基本形態。根據應力分析，只有當作用于邊界（特別是方形邊緣）的力超過部分原材料區域干裂紋的門檻（由原材料的特性決定）時，才可能出現裂紋和損壞，然后在一定條件下確定原材料的表面裂紋敏感性和干裂紋阻力。

　　▇ 測試結果及分析

　　在布洛維硬度計中進行干裂試驗，各自使用5、10、15、20、負載30公斤籌碼。

　　▇ 測試結果及分析

　　在布洛維硬度計中進行干裂試驗，各自使用5、10、15、20、30kg芯片的負載。試件為15mm×10mm金相試樣，試樣分別為960℃、1000℃、1030℃、1060℃、1100℃淬火 冷暴力 ( -196℃) 200℃淬火。先將試件從精磨到細磨再研磨拋光，再用4 %氰化鈉乙醇溶液腐蝕試件，腐蝕水平適中，每個試件用布氏硬度3～5點。

　　● 殘留的奧氏體量和強度( HV) 與熱處理方法的關系

　　淬火后，200℃淬火中有許多殘留的奧氏體，隨著淬火溫度的升高而變化。大多數殘留的奧氏體(700℃)在1100℃淬火 %) 殘留滲碳體機構。一些殘留的奧氏體可以通過冷暴力改變，殘留的奧氏體成分可以顯著降低。例如，1100℃淬火后，復冷暴力殘留的奧氏體成分從70%下降到40%左右。由此可見，Cr12模具鋼在1030℃以下的溫度淬火后，硬度隨淬火溫度的升高而變化，淬火溫度再次升高，因為鋼中殘留的奧氏體體量增加，硬度降低。實驗結果顯示，Cr12鋼10000～1030℃淬火最大硬度值約為820 HV 。

　　● 物理性能與熱處理方法的關系

　　Cr12鋼試件用于不同溫度的淬火處理，以降低抗拉強度σsc、隨著淬火溫度的升高，Cr12鋼的抗壓抗拉強度與強度有相同的趨勢分析～最大值可在1030℃獲得。隨著淬火溫度的升高，Cr12鋼的抗拉強度值略有降低，1030℃前Cr12鋼的沖擊功增長緩慢，隨后淬火溫度的升高而變化。

　　● 敏理性結論表面開裂

　　測量布氏硬度，測量表面開裂敏感性顯微鏡的外觀，了解Cr12模具鋼在1000℃、1030℃淬火后冷暴力 200℃淬火后，開裂的敏感性相對較大。布氏硬度壓印對角處有許多裂縫。裂縫趨勢不僅有沿晶裂縫，還有穿晶裂縫，一些滲碳體也產生干裂縫。Cr12模具鋼在960℃及其1060℃、1100℃淬火試件表面開裂敏感性小，布氏硬度壓印對角無裂紋。準確測量整體材料與表面硬化層結論完全不同。后者由于表面和基體的性質不同，表面原料更脆，表面破碎干裂或脫落。

　　▇ 剖析

　　通過對上述結論的綜合分析，我們可以了解到Cr12模具鋼的表面干裂性能與原材料的機構密切相關。殘留的奧氏體量隨淬火溫度的升高而變化，部分殘留的奧氏體可以通過冷暴力變化，殘留的奧氏體量可以顯著降低。隨著淬火溫度的升高，Cr12磨具鋼硬度在1030℃以下的溫度淬火，在10000℃以下～最大強度可在1030℃淬火。隨著淬火溫度的升高，Cr12模具鋼的抗壓抗拉強度與強度相同。隨著淬火溫度的升高，抗彎強度略有降低，Cr12模具鋼的沖擊韌性值隨淬火溫度的升高而變化，1030℃前緩慢升高。從表面開裂的敏理性試驗結果可以看出，干裂試件分別為1000℃、1030℃，淬火后200℃淬火試件，其他3個工序(960℃)、1060℃、對比1100℃淬火)未干裂樣品，可以得出干裂樣品的硬度值最大，殘留奧氏體量較低，抗彎強度值較低。在這種狀態下，樣品的延展性很大，表面開裂的敏感性也很大。高韌性樣品的表面干裂變化趨勢與強度、抗拉強度和沖擊韌性值的變化趨勢相一致。因此，布氏硬度壓印法可以作為檢驗工件表面延性干裂特性的新方法。

　　▇ 結果

　　Cr12模具鋼表面延性開裂的敏感性與熱處理方法密切相關，完全取決于其硬度、殘留奧氏體量、物理性能值等。由于熱處理方法對這些因素有影響，Cr12模具鋼的開裂敏感性可以通過調節熱處理方法來操作。

　　1000℃Cr12模具鋼、在1030℃溫度淬火后，冷暴力和200℃淬火，表面延性干裂抗性低于960℃、1060℃、淬火1100℃后的冷暴力和200℃淬火，表面有穿晶裂紋或沿晶裂紋。布氏硬度壓印法可作為區分Cr12模具鋼開裂敏感性的簡單方法。摘自:51模材網學院布局

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