創作者：王繼紅， 孫秀華， 王 琳， 康愛軍， 蔡 清（撫順市特殊鋼材股權有限責任公司研究中心）

文章內容已刊登在《模具制造》季刊，著作權歸創作者全部，轉截請標明出處，感謝！

【引言】選用金相檢驗的方式 ， 對4.2t矩形框橫截面鑄鋼件和4t八角形橫截面鑄鋼件及其鍛制的110×460Mm鍍鋅扁鋼和 ? 250Mm園鋼的共晶滲碳體開展了科學研究。結果顯示：4.2t矩形框橫截面鑄鋼件比4t八角形橫截面鑄鋼件便于得到 細的共晶滲碳體網， 二種鑄鋼件鍛制的園鋼均比鍍鋅扁鋼的共晶滲碳體不勻稱度級別低0.5級， 并且鍍鋅扁鋼共晶滲碳體不勻稱度角處級別非常、 直線1/4處和芯部4.2t比4t鑄鋼件的級別低0.5級；園鋼亦這般， 邊緣級別非常， 直徑1/4處和芯部4.2t比4t鑄鋼件的級別低0.5級。

關鍵字： Cr12Mo1V1鋼；鑄鋼件橫截面樣子；鍛制鍍鋅扁鋼和園鋼；共晶滲碳體

1 前言

Cr12Mo1V1鋼為高碳鋼高鉻冷作模具鋼， 普遍用以生產制造高精密、 壽命長的冷工磨具， 鋼中帶有不分布均勻的共晶滲碳體， 易導致磨具在煅造或熱處理工藝時裂開、 超溫及形變， 并且磨具在應用全過程中也易出現碎裂等缺點 [1] ， 因而， 需要對Cr12Mo1V1鋼的共晶滲碳體不勻稱度開展檢測， 并對達標級別有一定規定。

伴隨著磨具樣子的進口替代和復雜， Cr12Mo1V1鋼尺寸較大原材料需要量擴大的另外， 對共晶滲碳體不圴勻度的規定更為嚴苛， 不僅達標級別加嚴， 并且檢測部位都不局限性在基本的鍍鋅扁鋼直線和園鋼直徑的1/4處， 只是規定在相對性于磨具應用的部位開展檢測。因為Cr12Mo1V1鋼的共晶滲碳體隨規格的擴大不勻稱度加劇 [2] ， 因此， 科學研究尺寸較大原材料的不一樣部位的共晶滲碳體不勻稱性至關重要， 并采取有效的對策加以控制， 以考慮磨具的恰當應用。文中對矩形框橫截面鑄鋼件和八角形橫截面鑄鋼件及其鍛制的鍍鋅扁鋼和園鋼的共晶滲碳體開展了科學研究， 為具體生產制造和磨具應用出示參照。

2 實驗鋼的成分、 生產工藝流程、 實驗方式

實驗鋼的成分如表1所顯示。

實驗鋼的生產工藝流程：30t EAF＋LF＋VD冶煉廠→模鑄4.2t矩形框橫截面鑄鋼件和4t八角形橫截面鑄鋼件→鑄鋼件加溫→2,000t快鍛機鍛制110×460Mm鍍鋅扁鋼和 ? 250Mm園鋼→不銹鋼板材淬火→取片檢測。

實驗方式 ：各自沿鍍鋅扁鋼截面直線1/4處和園鋼截面直徑1/4處割除金相分析試件， 經碾磨、 打磨拋光、 4%氰化鈉酒精溶液浸蝕后， 依據B/T14979-1994 《鋼的共晶碳化物不均勻度評定法》 規范中第四定級圖對實驗鋼的共晶滲碳體不圴勻度開展鑒定及剖析。

3 實驗結果與剖析

3.1 鑄鋼件的共晶滲碳體剖析

Cr12Mo1V1屬萊氏體鋼， 鑄鋼件冷疑全過程中， 脫溶產生共晶反映產生魚骨頭狀的萊氏體沿位錯網絡狀凝結， 鑄鋼件的冷疑速率越快， 初凝越少， 鑄鋼件的晶體細微， 則共晶滲碳體網細微 [3] 。依據鑄鋼件凝結的平方米根基本定律， 即鑄鋼件凝結層薄厚（S/mm）與初凝（t/min） 的平方根正相關， 公式計算為：S＝Kt 1/2 ， 式中K為凝結指數， 一般為5毫米/min 1/2[4] ， 實驗鑄鋼件的橫截面規格及按計算公式的初凝如表2所顯示。由表2能夠看得出， 4.2t矩形框橫截面鑄鋼件的橫截面總面積與4t八角形橫截面鑄鋼件的橫截面總面積非常 （二者橫截面總面積之比0.98） ， 但4.2t鑄鋼件的初凝則較短， 是4t鑄鋼件的0.6倍。不難看出， 4.2t鑄鋼件的晶體要細于4t鑄鋼件， 共晶滲碳體網還要細于4t鑄鋼件， 表明4.2t矩形框橫截面鑄鋼件比4t八角形橫截面鑄鋼件便于得到 細的共晶滲碳體網。

依據凝結基礎理論， 鑄鋼件分成3個晶區， 即表面細微等軸晶區、 中間柱狀晶區、 心部粗壯等軸晶區， 表面細微等軸晶是由激冷造成 ， 中間柱型和芯部粗壯等軸晶與冷疑標準相關， 如脫溶成份和溫度、 鋼錠模溫度和構造等 [5] 。由于實驗鑄鋼件的共晶滲碳體沿位錯網絡狀溶解，因此共晶滲碳體也分成3個區， 即表面細微等軸網狀結構區、 中間柱型網狀結構區、 心部粗壯等軸網狀結構區， 并且表面細微等軸網狀結構與激冷相關， 中間柱型和芯部粗壯等軸網狀結構與冷疑標準相關。因為實驗的4.2t矩形框橫截面鑄鋼件比4t八角形橫截面鑄鋼件的初凝短而便于得到 細的共晶滲碳體網， 因此4.2t矩形框橫截面鑄鋼件與4t八角形橫截面鑄鋼件的共晶滲碳體對比， 表面細微等軸網狀結構共晶滲碳體二者非常， 中間柱型和芯部粗壯等軸網狀結構共晶滲碳體4.2t矩形框橫截面鑄鋼件細于4t八角形橫截面鑄鋼件。

3.2 鍍鋅扁鋼和園鋼的共晶滲碳體剖析

Cr12Mo1V1鑄鋼件經熱處理后， 如圖所示1a所顯示的鑄鋼件鍛造態網狀結構共晶滲碳體沿形變方位呈帶條狀或網狀結構延伸， 形變充足時呈帶條狀如圖所示1b所顯示， 形變不充足時網絡狀如圖所示1c所顯示。實驗鍍鋅扁鋼和園鋼的共晶滲碳體如圖2所顯示， 按GB/T14979-1994規范中第四定級圖鑒定的共晶滲碳體不勻稱度級別如表3所顯示。

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圖1 Cr12Mo1V1鑄鋼件鍛造態和熱處理后的共晶滲碳體

a — —鑄鋼件鍛造態的網狀結構共晶滲碳體

b — —形變充足的帶條狀共晶滲碳體 

c — —形變不充足的網狀結構共晶滲碳體

圖2 實驗鍍鋅扁鋼和園鋼的共晶滲碳體

a—4.2t鑄鋼件鍛制的鍍鋅扁鋼 a 1 —角處 b 1 —直線1/4處 c 1 —心部

b—4.2t鑄鋼件鍛制的園鋼 a 2 —邊緣 b 2 —直徑1/4處 c 2 —心部

c—4t鑄鋼件鍛制的鍍鋅扁鋼 a 3 —角處 b 3 —直線1/4處 c 3 —心部

d—4t鑄鋼件鍛制的園鋼 a 4 —邊緣 b 4 —直徑1/4處 c 4 —心部

由圖2和表3由此可見， 不管4.2t矩形框橫截面鑄鋼件， 還是4t八角形橫截面鑄鋼件， 二者鍛制的園鋼均比其鍍鋅扁鋼共晶滲碳體不勻稱度級別低0.5級；4.2t矩形框橫截面和4t八角形橫截面二種鑄鋼件鍛制的鍍鋅扁鋼共晶滲碳體不勻稱度級別角處非常、 直線1/4處和芯部4.2t比4t鑄鋼件的級別低0.5級， 二種鑄鋼件鍛制的園鋼共晶滲碳體不勻稱度級別與鍛制的鍍鋅扁鋼類似， 邊緣非常、 直徑1/4處和芯部4.2t比4t鑄鋼件的級別低0.5級。

Cr12Mo1V1鋼煅造比能夠體現共晶滲碳體的形變狀況， 煅造比大， 共晶滲碳體形變充足 [6] ， 因此， 危害實驗鍍鋅扁鋼和園鋼的共晶滲碳體除鑄鋼件的共晶滲碳體外， 還與煅造比相關， 鑄鋼件的共晶滲碳體網細， 煅造比大， 鍍鋅扁鋼和園鋼便于得到 細的共晶滲碳體網。

實驗鑄鋼件以及鍛制鍍鋅扁鋼和園鋼的橫截面平面圖如圖所示3所顯示， 煅造例如表4所顯示。

由圖3和表4由此可見， 不管4.2t矩形框橫截面鑄鋼件， 還是4t八角形橫截面鑄鋼件， 鍛制的鍍鋅扁鋼和園鋼煅造比 （橫截面總面積比） 雖非常， 但橫截面直線或直徑比園鋼超過鍍鋅扁鋼， 園鋼約是鍍鋅扁鋼的2倍， 因此， 實驗的鍍鋅扁鋼和園鋼對比， 園鋼比鍍鋅扁鋼的共晶滲碳體形變充足， 不勻稱度級別低。

圖3 實驗鑄鋼件以及鍛制鍍鋅扁鋼和園鋼的橫截面平面圖

實驗鍍鋅扁鋼和園鋼的煅造比非常， 共晶滲碳體不勻勻度關鍵由鑄鋼件的共晶滲碳體決策， 依據對實驗鑄鋼件的共晶滲碳體剖析結果， 4.2t矩形框橫截面鑄鋼件與4t八角形橫截面鑄鋼件的表面細微等軸網狀結構共晶滲碳體非常， 中間柱型和芯部粗壯等軸網狀結構共晶滲碳體4.2t鑄鋼件細于4t鑄鋼件， 因此， 4.2t矩形框橫截面和4t八角形橫截面二種鑄鋼件鍛制的鍍鋅扁鋼 （或園鋼） 共晶滲碳體不勻稱度對比， 角處 （或邊緣） 級別非常、 直線 （或直徑） 1/4處和芯部4.2t比4t鑄鋼件的級別低。

4 結果

（1） Cr12Mo1V1鋼4.2t矩形框橫截面鑄鋼件比4t八角形橫截面鑄鋼件便于得到 細的共晶滲碳體網， 表面細微等軸網狀結構共晶滲碳體二者非常， 中間柱型和芯部粗壯等軸網狀結構共晶滲碳體4.2t矩形框橫截面鑄鋼件細于4t八角形截面鑄鋼件。