خواص اساسی فولاد قالب سرد AISI A2

A2 یک فولاد قالبی سرد کار است که بر اساس SKD11 (Cr12Mo1V1) بهبود یافته است. تحت شرایط عملیات حرارتی معمولی، آستنیت باقیمانده تقریباً به طور کامل تجزیه می شود. به طور کلی، درمان برودتی را می توان حذف کرد، و چقرمگی بالا همچنان تحت سختی قوی حفظ می شود.
I. طراحی آزمایش
A2 پس از خاموش شدن در 1040 درجه و حرارت دادن در 520 تا 530 درجه، دارای سختی HRC 60 تا 62 و چقرمگی دو برابر Cr12Mo1V1 است که در حال حاضر بالاترین میزان در بین فولادهای قالب سرد کار رایج است. دارای ماشینکاری و آسیاب پذیری خوب، تنش پسماند کم در لایه اصلاح شده ماشینکاری الکتریکی، تعداد کمی آستنیت باقیمانده و کاربیدهای ریز و به طور مساوی توزیع شده است.
با توجه به شرایط تنش پیچیده قالب، برخی از قسمت های کاری قالب نیاز به خواص مکانیکی خاصی دارند. اگر فرآیند عملیات حرارتی استاندارد اغلب نمی تواند الزامات عملکرد کاری ایده آل را برآورده کند، ویژگی های اساسی مانند سختی، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش باید به درستی از طریق عملیات حرارتی تنظیم شود تا به بهترین حالت کار قالب دست یابد. دمای کوئنچ و دمای تمپر پارامترهای اصلی فرآیند عملیات حرارتی هستند. این مقاله بر روی ویژگی های تمپر A2 تمرکز دارد.
II. طراحی آزمایش
در این آزمایش، مشخصات عملیات حرارتی A2 کمی تغییر کرد و دمای کوئچینگ به طور مناسب تنظیم شد و دمای تلطیف به عنوان شش درجه، یعنی 100 درجه، 200 درجه، 300 درجه، 400 درجه، 500 درجه و 600 درجه در نظر گرفته شد. . برای حرارت دهی 100 درجه، از کوره خشک کن 101-2 برای گرم کردن و از کوره مقاومتی جعبه ای SX-25-12 برای گرم کردن استفاده می شود. دو نمونه برای هر دمای تمپرینگ گرفته می شود.
تست سختی راکول متالیک برای تست سختی انتخاب می شود که در دمای معمولی انجام می شود و از سختی سنج نوری HBRVU{0}}.5 برینل استفاده می شود.
10 میلی‌متر برای آزمایش ضربه × 10 میلی‌متر × 55 میلی‌متر نمونه بدون بریدگی بر روی دستگاه تست ضربه JB30B با انرژی ضربه 0.3 KN آزمایش می‌شود. متر یا 0.15 KN. متر
نتایج تجربی و تجزیه و تحلیل
1. مقدار سختی
برای اندازه گیری سختی، سه موقعیت مختلف برای هر نمونه در نظر بگیرید و مقدار سختی را در هر دمای تمپر دریافت کنید. با توجه به مقدار سختی هر نمونه، A2 در دمای 100 ~ 500 درجه تغییر کمی دارد. سختی در دمای متوسط ​​400 درجه کمی بالاتر است و حداکثر سختی پس از عملیات حرارتی استاندارد و تمپر معمولاً حدود 520 درجه است. پس از درجه حرارت بالا در 600 درجه، سختی به طور قابل توجهی کاهش می یابد، و مقدار متوسط ​​سختی HRC تنها 52.4 است، بنابراین دمای معتدل نباید خیلی بالا باشد.
2. چقرمگی ضربه
پس از تمپر، لایه کربن زدایی اکسیداسیون روی سطح نمونه برداشته می شود و مقدار ضربه هر نمونه در دماهای اعتدال مختلف اندازه گیری می شود. با توجه به مقدار ضربه هر نمونه، زمانی که DC53 در 200 درجه حرارت داده می شود، میانگین مقدار ضربه به بیش از 60 J/cm2 می رسد. هنگامی که در دمای 500 درجه حرارت داده می شود، چقرمگی ضربه ضعیف است و شکنندگی خاصی را در دمای بالا نشان می دهد. چقرمگی ضربه حرارتی بالای 600 درجه بسیار خوب است، اما سختی به شدت کاهش می یابد، که نمی تواند الزامات استفاده را برآورده کند.
نتایج تجربی نشان می‌دهد که A2 دارای پایداری کلی خوب است و سختی و مقدار ضربه در محدوده دمایی معتدل کمی تغییر می‌کند. هنگامی که در دمای 400 ~ 500 درجه گرم می شود، چقرمگی به شدت کاهش می یابد و شکنندگی مزاج رخ می دهد. در دمای 600 درجه، چقرمگی نمونه بسیار زیاد است و مقدار ضربه به 85 J/cm2 می رسد، اما سختی بسیار کاهش می یابد. در تولید، برای برخی از قالب های سرد کار با نیازهای کم برای سختی و مقاومت در برابر سایش و نیازهای بالا برای چقرمگی، می توان از تمپر در دمای بالا استفاده کرد. برای قالب های سرد کاری با نیاز به سختی بالا و چقرمگی بالا، دمای پایین در حدود 200 درجه باید اتخاذ شود. سختی و مقدار ضربه در سایر دماهای معتدل را می توان با روش های محاسباتی مناسب (مانند روش درون یابی، تقریب تابع و غیره) پیش بینی کرد و سپس با آزمایش ها تأیید کرد. کاربید در نمونه کوئنچ شده در نوارهای نازک ناپیوسته توزیع می شود و کاربید پس از حرارت دادن در 200 درجه به طور یکنواخت توزیع می شود و تقریباً هیچ کاربید عظیمی در ساختار وجود ندارد، بنابراین چقرمگی خوب است. از نظر ریخت شناسی شکست، گام برش شکست سازه تمپر شده در 200 درجه به مراتب کمتر از نمونه کوئنچ شده است و گودی های کوچک و کم عمق در شکست سازه متالوگرافی در 5000 بار وجود دارد که نشان می دهد. استحکام خاصی دارد پس از تمپر کردن، آستنیت باقیمانده به طور کامل تغییر شکل می‌دهد و کاربید خوب و به طور یکنواخت توزیع می‌شود که باعث افزایش چقرمگی می‌شود.
نتیجه
1. پس از تنظیم مناسب دمای خاموش کردن، A2 دارای سختی و چقرمگی ضربه بالاتر زمانی است که در 200 درجه حرارت داده شود. هنگامی که در دمای 400 ~ 500 درجه گرم می شود، سختی بالاتر است و چقرمگی تا حد زیادی کاهش می یابد. هنگامی که در دمای 600 درجه حرارت داده می شود، چقرمگی ضربه بسیار بالا است و سختی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
2. فرآیند تمپر دمای پایین باید برای قالب دقیق، قالب پیرایش، چرخ رول سرد و سایر ابزارها و قالب ها با اشکال پیچیده اتخاذ شود تا قطعات کار قالب به سختی بالا، چقرمگی بالا، مقاومت در برابر سایش خوب و استحکام بالا دست یابند. که می تواند به طور موثر عمر قالب را افزایش دهد و از سایش بیش از حد، تغییر شکل، ترک خوردن و سایر پدیده های خرابی اولیه جلوگیری کند.
3. فرآیند اطفاء کم و بازیابی بالا را می توان برای قالب های پیچیده با بار ضربه ای زیاد برای به دست آوردن چقرمگی ضربه بالا و جلوگیری از شکستگی شکننده قالب اتخاذ کرد.