3Cr2W8V钢亚稳定共晶碳化物分布-共晶碳化物不均匀分布 碳化物液析评定

3Cr2W8V钢亚稳定共晶碳化物分布
共晶碳化物不均匀分布
碳化物液析评定、共晶碳化物类型

3Cr2W8V钢（H21钢）的亚稳定共晶碳化物分布是3Cr2W8V钢（H21钢）原材料检验项目之一，内容包括：3Cr2W8V钢共晶碳化物不均匀分布、碳化物液析的评定、链状分布的碳化物、带状堆集的碳化物、网状碳化物堆集以及多角形大块亚稳定共晶碳化物等。
3Cr2W8V钢中共晶碳化物是由元素偏析而产生的一种不平衡组织，一般来说数量不多，不能采用GB 1299-1985《合金工具钢技术条件》的第三级别图或GB/T 9943-1988《高速工具钢棒技术条件》中的碳化物不均匀分布评级图来评定。它的形成原因与高碳低合金工具钢中碳化物液析相似，因此可参照YB-1968《铬轴承钢技术条件》的第九级别图碳化物液析的评定标准来评定比较合理。检查时，从钢材上截取厚度为10~20mm横向试片，沿直径切开，检查纵向剖面。改锻后的毛坯，可根据使用情况选择取样部位，切取纵向剖面检查。试样经淬火-回火后拋磨，采用体积分数为4%的硝酸-酒精溶液浸蚀，在放大100倍和500倍下选择最严重的视场，对照标准图片检查。共晶碳化物大致有下面几种类型：
⒈链状分布的碳化物，其特点是碳化物分布在一条线上，形成碳化物链。下面左图所示是相互粘连的碳化物链金相组织图，也有堆集分布成碳化物双链或多链的。具有这类碳化物分布的模具很容易脆性开裂。高寿命热作模具，弘超建议选择瑞典乌德霍姆工具钢、瑞典一胜百模具钢或日本大同模具钢等进口高耐热性热作模具钢（如：DIEVAR、QRO 90 SUPREME、8418、DH31-S、DH31-EX等）。
 

⒉带状堆集的碳化物，其特点是共晶碳化物分布在一条宽带内。视其宽度和碳化物密集程度的不同，所造成的危害也不同，上面右图所示为带状分布的碳化物金相组织图，它不像碳化物液析那样比较集中在一条窄带内，与高碳低合金工（模）具钢中碳化物偏析带中的碳化物分布在形态上有相似之处，但本质却又不同。采用碱性高锰酸钾水溶液热染色后观察，碳化物带中的碳化物被染成褐色，基体呈白色，反差较大，容易分辨清楚，是常用的鉴别手段。这种钢淬火以后，碳化物带内外组织粗细不均匀，甚至在碳化物带之间出现非马氏体组织，此时附加的组织应力可能促使模具淬火开裂或早期脆裂失效。

⒊网状碳化物堆集，其特点是共晶碳化物呈网状堆集，网的节点处碳化物堆集程度越严重，网的破碎程度越小，危害越大。3Cr2W8V钢中亚稳定共晶碳化物网状堆集与莱氏体钢不同，前者只是个别存在，特别多见于钢材中心部位，后者则是普遍存在的莱氏体共晶碳化物。下面左图所示为3Cr2W8V钢中的碳化物网状堆集组织。经过改锻后，碳化物网状堆集逐步变形。
 

上面右图是抛光试样经碱性高锰酸钾水溶液热染色后所显现的碳化物网状堆集，碳化物呈褐色，分布比较稀疏，颗粒特别清晰。碳化物网状堆集多半存在于钢的中心部位，改锻后常常出现在模具型腔表面，但并不普遍出现。

⒋多角形大块亚稳定共晶碳化物，3Cr2W8V钢中的亚稳定共晶碳化物一般都呈椭圆形颗粒状，很少见到像Cr12钢中那样棱角锋利的大块状碳化物。但冶炼质量特别差的钢材中心部位有时还是可以看到棱角状的大型碳化物，它一旦出现，在淬火时很容易形成应力集中，导致模具淬火开裂或在服役过程中产生崩角、脆裂事故。上面题图所示的金相组织中有呈链状分布的多角状碳化物，与Cr12钢中的共晶碳化物相似，淬火裂纹出现在碳化物链中，碳化物链两侧碳化物稀少，合金元素贫化，因此晶粒长得异常粗大，碳化物带中若出现大块碳化物时，会使模具在服役初期就可能脆性开裂。要求耐开裂模具，弘超建议选用日本大同模具钢系列的高寿命热作模具钢DH31-S、DH31-EX或瑞典乌德霍姆工具钢系列的高寿命热作模具钢DIEVAR、QRO 90 SUPREME等。

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