工模具鋼的金相檢驗(yàn)課件

1、上海材料研究所分析培訓(xùn)-第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)2022/7/31上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)內(nèi)容碳素工具鋼合金工具鋼刃具量具鋼模具鋼2上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)一、碳素工具鋼成分及牌號(hào)性能及用途組織及缺陷3上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)成分及牌號(hào)1. 碳含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.7-1.3%之間2. T7，T8，T9T13等4上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)硬度高，耐磨，可切削加工紅硬性差制作形狀簡(jiǎn)單，截面小，切削速度不高的工具，手工鋸條、銼刀、鉸刀、絲錐、板牙、鑿子及形狀簡(jiǎn)單的冷加工沖頭、拉絲模等。性能及用途5上海材料研究所分析培訓(xùn)

2、第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)組織1. 原材料組織評(píng)定：片狀珠光體和網(wǎng)狀滲碳體原材料組織狀態(tài)：鍛造后退火態(tài)片狀珠光體+網(wǎng)狀滲碳體組織要求：預(yù)處理 球狀退火 GB/T1298-86合格級(jí)別（60mm）T7、T8、T9，15級(jí) ，T10、T11、T12、T13，24級(jí)老標(biāo)準(zhǔn)：13級(jí)以細(xì)片狀珠光體，4 6級(jí)以小球狀或球狀珠光體，710級(jí)以粗片狀珠光體新標(biāo)準(zhǔn)： 12級(jí)以細(xì)片狀珠光體，3級(jí)以小球狀或球狀珠光體，6級(jí)粗片狀珠光體網(wǎng)狀碳化物（GB/T 1298-86第二級(jí)別圖，共分4級(jí)）60mm 2級(jí)60100mm3級(jí)100mm 協(xié)議允許破碎網(wǎng)狀，不允許封閉網(wǎng)6上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)不正常

3、的退火顯微組織脫碳層全脫碳層：全部為鐵素體組織，深度由試樣邊緣到出現(xiàn)珠光體或其他組織的部分。部分脫碳層：深度由全脫碳層的終端到心部組織出現(xiàn)為止脫碳層的總厚度：全脫碳層和部分脫碳層之和。7上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)脫碳熱軋、鍛造單邊總脫碳 （0.25+10.5%D）冷拉 D 16mm 1.5%D D 16mm 1.3%D高頻淬火 1%D 8上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)脫碳層全脫碳層：鐵素體部分脫碳層：（1）鐵素體及片狀珠光體； （2）片狀及球狀光體； 未脫碳層：球狀珠光體9上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)10上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼

4、的金相檢驗(yàn)不正常的退火顯微組織網(wǎng)狀碳化物：冷卻過程中，二次碳化物沿晶界析出而成網(wǎng)狀石墨碳形成原因：1.退火溫度過高；2.保溫時(shí)間過長(zhǎng)；3.冷卻緩慢；4.多次退火特點(diǎn)：1.灰黑色點(diǎn)狀或不規(guī)則形狀；2.周圍鐵素體較多；缺點(diǎn)：使強(qiáng)度降低，脆性增加，易產(chǎn)生折斷；11上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)12上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)13上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)不正常的淬火組織欠熱處理原因：淬火溫度低，或保溫時(shí)間不足；組織特點(diǎn)：出現(xiàn)未轉(zhuǎn)變的細(xì)珠光體或極細(xì)珠光體（過去稱托氏體），整體為：馬氏體+未溶珠光體+滲碳體；缺點(diǎn)：硬度偏低，影響耐磨性，降低壽命改善：

5、重新熱處理淬火獲得正常淬火組織14上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)15上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)不正常的淬火組織過熱和過燒組織原因：淬火溫度過高；組織特點(diǎn)：馬氏體針葉粗大，殘余奧氏體增多，滲碳體顆粒減少；過熱嚴(yán)重時(shí)則為過燒：除馬氏體非常粗大外，還會(huì)有晶界燒熔現(xiàn)象；缺點(diǎn)：降低耐磨性、切削性和壽命，蹦刃和斷裂；16上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)淬火狀態(tài)：橫截面上由表及里：馬氏體馬氏體+極細(xì)珠光體極細(xì)珠光體細(xì)珠光體珠光體馬氏體針長(zhǎng)： ZBJ36003-1987， 一般以3級(jí)為合格極細(xì)珠光體：未淬硬區(qū)組織（一般不允許在刀具表面上存在）回火組織：回火馬氏

6、體+顆粒狀碳化物低溫人工時(shí)效和冷處理的必要性17上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)二、合金工具鋼合金工具鋼的化學(xué)成分合金工具鋼的退火組織及其評(píng)定合金工具鋼的淬火組織及其評(píng)定合金工具鋼的回火組織18上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)合金工具鋼合金工具鋼的化學(xué)成分(GB/T1299-2000)合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)加入一種或幾種合金元素而成的鋼。常加入元素：Cr，Mn，Si，W，V等常用量刃具鋼有：9SiCr，8MnSi，Cr06等冷作模具鋼：Cr12,Cr12MoV, 9Mn2V,CrWMn熱作模具鋼：5CrMnMo,5CrNiMo,3Cr2W8V耐沖擊鋼：4Cr

7、W2Si,6CrW2Si19上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)合金工具鋼合金工具鋼的退火組織及其評(píng)定(合金工具鋼GB/T 1299-2000) 1. 珠光體（16級(jí)） 、網(wǎng)狀碳化物（14級(jí)）和脫碳層的金相評(píng)定和碳素工具鋼基本相同(細(xì)節(jié)并不完全相同)。 2. 退火態(tài)必須檢驗(yàn)共晶碳化物不均勻度（Cr12/6W6Mo5Cr4V等）: GB/T 1299-2000規(guī)定按照GB/T 14979-1994第四評(píng)級(jí)圖評(píng)定20上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)GB/T 14979-1994-第四級(jí)別21上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)22上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具

8、鋼的金相檢驗(yàn)合金工具鋼淬火組織及其評(píng)定 馬氏體多呈叢集狀，不如碳素工具鋼的馬氏體針葉清晰。淬、回火組織及其評(píng)定1）刃具和量具低溫回火：回火馬氏體，細(xì)小顆粒狀碳化物2）合金量具須進(jìn)行冷處理和低溫人工時(shí)效，以減少殘余奧氏體，穩(wěn)定尺寸。23上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)三、量、刃具鋼鉻鋼（Cr2）碳化物顆粒均勻，淬透性好硅-鉻鋼（9SiCr）回火穩(wěn)定性好鉻-鎢鋼加入強(qiáng)碳化物形成元素，耐磨性提高鉻-鎢-錳鋼不變形鋼，有碳化物液析和碳化物網(wǎng)狀24上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)量、刃具鋼按GB/T 1299-20009SiCr退火后珠光體的級(jí)別24級(jí)Cr-W-Mn 網(wǎng)狀碳化

9、物3級(jí)脫碳層熱軋、鍛造退火 0.25+1%D、 0.20+2%D冷拉 1.5%D、 2.0%DZBJ36003-1987各種量刃具鋼 M 3.525上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)四、模具鋼的金相檢驗(yàn)冷作模具鋼熱作模具鋼塑料專用模具鋼26上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)冷作模具鋼高的硬度，強(qiáng)度，良好的耐磨型和韌性顯微組織特點(diǎn)：1）有充分的剩余碳化物，且分布均勻，圓整，細(xì)小。2）馬氏體均勻，細(xì)小。3）奧氏體晶粒均勻，細(xì)小。分類：1）碳素工具鋼；2）低合金工模具鋼；3）萊氏體鋼；4）基體鋼P(yáng)106金相檢驗(yàn)項(xiàng)目P106-107 ：共晶碳化物不均勻度（GB/T 14979）

10、 ；珠光體；二次碳化物；淬火組織及晶粒度27上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)Cr12過燒1050（1000-1050）28上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)例Cr12MoV檢驗(yàn)實(shí)例 試樣的顯微組織為回火馬氏體、少量殘余奧氏體以及呈變形網(wǎng)狀分布共晶碳化物，見圖1，2。共晶碳化物不均勻度按GB/T14979-1994標(biāo)準(zhǔn)中第4級(jí)別圖評(píng)定約為45級(jí)。 29上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)30上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)試樣基體組織為細(xì)針狀回火馬氏體+殘余奧氏體+顆粒狀碳化物，參照GB/T 14979-1994標(biāo)準(zhǔn)第四套評(píng)級(jí)圖進(jìn)行評(píng)定，試樣碳化

11、物不均勻度評(píng)為1級(jí)（圖1），按JB/T 7713-2007標(biāo)準(zhǔn)，試樣碳化物級(jí)別評(píng)為1級(jí)，馬氏體級(jí)別評(píng)為2級(jí)（圖2）。 31上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)例32上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)熱作模具鋼高的熱強(qiáng)性，熱疲勞性和韌性于反復(fù)急冷急熱工況下工作，高達(dá)700。含碳量一般低于冷作模具鋼。分類：1）高韌性熱作模具鋼：5CrMnMo，5CrNiMo等2）高熱強(qiáng)性熱作模具鋼：3Cr2W8V，Y4，Y10等3）強(qiáng)韌兼?zhèn)錈嶙髂＞咪摚?Cr5MoSiV1（H13）， 4Cr3Mo3等33上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)金相檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 18254-200

12、2(高碳鉻軸承鋼) ZJB36003-1987(工具鋼熱處理檢驗(yàn))，GB/T1299-2000(合金工具鋼技術(shù)條件) JB/T 8420-2008 熱作模具鋼顯微組織評(píng)級(jí)原材料帶狀，級(jí)退火組織檢驗(yàn)：點(diǎn)狀及細(xì)粒狀珠光體和共晶碳化物碳化物檢驗(yàn)（共晶碳化物，網(wǎng)狀碳化物，球化質(zhì)量（H11）等）淬、回火組織檢驗(yàn)，一般要求馬氏體細(xì)小，針長(zhǎng)4級(jí)，晶粒度細(xì)于8級(jí)。34上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)例H13檢驗(yàn)實(shí)例模具為電渣精煉H13鍛件，鍛后熱處理工藝為10305氣淬或油淬， 53052次回火，硬度HRC52-55。模具表面進(jìn)行了氮化處理，規(guī)定氮化后總滲層深度0.15mm，氮化后表面硬度900

13、1200HV。 氮化深度約為0.66mm，化合物層厚度約為0.09mm，氮化層疏松級(jí)別為2級(jí)?；w顯微組織為細(xì)針馬氏體+殘余奧氏體。根據(jù)熱作模具鋼顯微組織標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8420-2008基體馬氏體評(píng)定為3級(jí) 35上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)36上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)H13典型流程鍛造球化退火粗加工去應(yīng)力處理（）精加工最終熱處理鉗修打光滲氮裝配可根據(jù)實(shí)際需要確定不同的回火溫度回火充分性判據(jù)37上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)塑料專用模具鋼特點(diǎn)：形狀復(fù)雜，尺寸精度和表面粗糙度要求均較高（磨拋后要求達(dá)到晶面），材料類型較為特殊要求：精煉、易切削

14、、預(yù)硬和時(shí)效硬化1）控制非金屬夾雜物，2級(jí)以下；2）硬度要求不高，調(diào)質(zhì)40-45HRC之間；3）加入S，P，Se，Pb等元素，增加切削性能38上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)高速工具鋼的檢驗(yàn)高速工具鋼的分類及化學(xué)成分高速工具鋼的顯微組織39上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)高速工具鋼的分類及化學(xué)成分高硬度，耐磨性和紅硬性，同時(shí)具有足夠的強(qiáng)度和韌性。 高速鋼長(zhǎng)期工作于500-600，硬度仍可保證在HRC60以上，而 碳素工具鋼工作于250-300 時(shí)，硬度變會(huì)明顯降低，喪失其切削性能。分類：1）W系：W18Cr4V，1270-1300 淬火2）W-Mo系：W6Mo5Cr

15、4V2，1220-1240 淬火3）高碳高礬系：W6MoCr4V3， 1220-1240 淬火4）Co高速鋼：W2Mo9Cr4VCo8，HRC68-70，1170-1200 淬火5）Al高速鋼： W10Mo4Cr4V3Al，HRC68-70，1230-1260 淬火Co和Al均為非碳化物形成元素，絕大部分溶入固溶體中，增加硬度和紅硬性。40上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)高速工具鋼的顯微組織 退火組織索氏體和碳化物。退火態(tài)一般要進(jìn)行脫碳層的測(cè)定。GB/T 9943-2008(高速工具鋼棒技術(shù)條件)共晶碳化物不均勻度（帶狀和網(wǎng)狀兩個(gè)系列18級(jí)）（注意取樣和熱處理）脫碳層41上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)淬火、回火組織淬火組織：馬氏體+碳化物+30%左右的殘奧。 馬氏體為隱針型，浸蝕后呈白色。淬火晶粒度是檢驗(yàn)熱處理質(zhì)量的重要標(biāo)志。回火組織：回火馬氏體，碳化物及殘余奧氏體。回火程度的區(qū)分，如何辨別過熱過燒，如何辨別42上海材料研究所分析培訓(xùn)第六章工模具鋼的金相檢驗(yàn)淬火組