塑料模具钢

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碳素塑料模具钢的主要质量问题及影响因素分析之主要组织缺陷及影响因素分析

    主要组织缺陷及影响因素分析
 
    a 魏氏组织
    钢中魏氏组织的形成条件是钢中碳含量较低、晶粒度大和冷却速度慢。虽然魏氏组织对钢材抗拉强度影响不大,但因其针状形态能引起应力集中,从而明显地降低钢的塑性和韧性,尤其是冲击韧性。 
 
    b 带状组织
    在热轧的碳素塑料模具钢中,时常发现沿轧制方向成层状分布的铁素体和珠光体组织这种组织被称为带状组织。该组织使钢材的力学性能呈各向异性,特别是降低钢的横向冲击韧性和断面收缩率,严重时能使钢结构的工件变形。
 
   c 脱碳
    中高碳含量的碳素塑料模具钢中,钢材表层脱碳较为突出。钢材表层原有碳含量的降低,不仅降低了钢材的硬度,而且降低了钢材的耐磨性和耐疲劳性。
 
    d 断口
    钢材的断口检验是重要的宏观检验方法之一,可以发现钢材本身的缺陷以及在生产制造工艺方面和使用方面等所存在的问题。根据断口形状断口缺陷一般分为萘状断口和黑色断口。
 
    一般认为,中高碳含量的碳素塑料模具钢中较容易发生萘状断口。萘状断口的出现就意味着钢在热加工或热处理过程中存在着过热问题,致使钢的奥氏体晶粒粗化,使钢的脆性转变温度升高,降低了碳素塑料模具钢的冲击韧性。
 
    在钢液凝固过程中,夹杂物及有害元素在晶界上沉淀,在热加工时又被沿加工方向拉长,使晶界变得更加脆弱。因此,层状断口在碳素塑料模具钢中出现的概率也比较高,尤其是在未经炉外精炼处理的优质碳素钢中。层状断口的危害是降低钢材的力学性能,其伸长率和断面收缩率降低最为显著。
 
    黑色断口是由于钢中的碳以石墨状析出而造成的。这种缺陷常发现于碳含量较高的碳素塑料模具钢中,其在断口断面上的分布又经常是不均匀的,这可能与石墨本身分布的不均匀性有关。
 
    碳素塑料模具钢出现上述组织缺陷,主要是热加工不当造成的。加热温度偏高,加热时间又过长,不仅会造成钢的过热,而且还会造成杂质元素在晶界的析出和原始奥氏体晶粒的粗大。终轧、终锻温度偏高和热加工后冷却速度较慢等也是不利条件。此外,压下量的分配、压缩比、均热炉气氛和钢液纯净度也会影响钢的微观组织。
针对碳素塑料模具钢的主要组织缺陷,通过严格控制加热条件和均热炉炉内气氛,采用偏低的终轧温度和轧后快速冷却等工艺措施,提高连铸比和推广连铸坏一火成材技术,可以消除和防止钢中的这些组织缺陷。


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