无锡无缝钢管5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火工艺
无锡无缝钢管5Cr8Mo2SiV钢随着现代制造业的快速发展，对各种成形工模具钢提出了越来越高的要求，特别对于工模具钢，既要求足够的耐磨性，又要求相当好的韧性。5Cr8Mo2SiV刃具钢是近年来我国应用比较广泛的新钢种，属中碳中合金钢，含铬约8%，加入Mo、V、Si等合金元素，其碳化物细小且分布均匀，主要用于制造冷作工模具和薄刃刀具。这类钢在切削过程中要承受弯曲、扭转、剪切等各种载荷，并受到强烈的摩擦作用。为此，本工作通过研究5Cr8Mo2SiV钢中各类碳化物的析出行为，掌握碳化物的主要类型、形态、分布和数量等变化规律，为获得良好的力学性能奠定重要技术基础。
无锡无缝钢管5Cr8Mo2SiV钢试验用钢为退火态的5Cr8Mo2SiV钢，试样的化学成分（质量分数，%）为：C0.508，Cr7.51，Mo2.42，Si0.732，V1.98，Mn0.290，Fe余量。线切割加工成15mm×15mm×10mm的块状试样，用箱式电阻炉进行热处理，淬火温度范围为950～1200℃，对淬火硬度较高的试样进行回火处理，回火温度范围为200～600℃。研究合金钢中碳化物在淬火过程中的析出变化，并用洛氏硬度仪测定淬、回火试样的硬度。采用扫描电镜观察不同热处理工艺试样的显微组织，用透射电镜观察碳化物粒子直径，用X射线应力测试仪测定不同淬火温度试样残留奥氏体含量，并采用电解萃取装置对各试样进行碳化物电解萃取，将萃取后的碳化物静置沉淀离心，然后放入70℃恒温箱烘干，得到碳化物粉末，用X射线衍射仪对碳化物粉末进行XRD分析。结果表明：
无锡无缝钢管5Cr8Mo2SiV钢（1）球化退火试样经1100℃淬火520℃回火后出现明显的二次硬化现象。退火组织中有VC、Cr23C6、Cr7C3、Fe3C、SiC和Mo6C类碳化物。
无锡无缝钢管5Cr8Mo2SiV钢（2）Mo6C、SiC、Fe3C、Cr7C3和Cr23C6型碳化物随着淬火温度升高依次溶入马氏体基体，最终只有VC分布在基体上。Mo2C、VC、Cr7C3和Cr23C6型碳化物在回火过程中从马氏体中析出，且Mo2C和VC型碳化物在520℃回火析出量出现峰值。
无锡无缝钢管5Cr8Mo2SiV钢（3）基体中过多残留奥氏体的二次淬火和Mo2C碳化物析出相大量增加共同导致了5Cr8Mo2SiV钢在1100℃淬火520℃回火时发生二次硬化现象。Mo2C粒子第二相强化效应符合位错切过机制，体积分数f越大，颗粒半径r越大，强化效果亦越好。 |
