碳素工具钢

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碳素工具钢的主要质量问题及影响因素之碳素工具钢的网状碳化物

    碳素工具钢的网状碳化物:过共析工具钢从奥氏体状态下缓慢冷却时,碳化物沿奥氏体晶界呈网络状析出,这种过剩碳化物被称为网状碳化物。钢材一旦产生网状碳化物其组织和性能将变坏,在网状附近富集大量碳和合金元素,而离网远处碳和合金元素变得贫乏。产生严重网状碳化物的钢在淬火时易发生变形和开裂,强度和塑性下降,所制作的模具在使用时易在网络处崩刃(见表1-22)。
    表1-22 碳化物形态对淬火 T12 钢力学性能的影响
碳工钢
    产生网状碳化物的影响因素主要有∶
    (1)钢在热加工后的终止加工温度过高,冷却速度过慢,易产生网状碳化物;(2)高碳和含铬的工模具钢易产生网状碳化物。
    国内碳素工具钢,T7 和 T8 钢分别是亚共析和共析钢,没有过剩碳化物,基本上不产生较严重的网状碳化物,在 GB 1298—2008 中列入免检。T10 钢虽然产生网状碳化物,但据近年检验结果看,合格率较高,按照 GB 1298—2008标准评级,φ≤60mm 的钢材所产生的网状碳化物并不严重,大都(约 95%)处于小于等于1级的范围内,3 级几乎不产生,合格率可达 99%以上。T12 钢网状碳化物比较严重,合格率仅为 90%左右。冶金企业在生产中已采取一定的措施防止 T12 钢产生严重的网状碳化物。如在现有生产条件下尽可能降低热轧钢材的终轧温度;轧后在冷床上采取吹风、喷水等措施以加快冷却速度的办法;先进行正火后进行退火,退火时在保证可以得到合格的球化级别的条件下,尽量使用较低的退火温度等。由于国内有些冶金厂轧机刚度不够高,采用低温轧制难以保证顺利咬入和轧制,致使终轧温度没有达到工艺所要求的应低于 820℃,过低的终轧温度还会影响生产率并产生石墨化,因此国内多采用适当地降低终轧温度、轧后进行快速冷却的办法,比较有效的工艺是在轧后进行控制穿水冷却,目前国内生产的碳素工具钢,应用此工艺的不多。目前国内生产的碳素工具钢大部分是采取在冷床上进行吹风、喷水,加快冷却速度的工艺。球化退火前的正火处理一般是在车底式炉内完成,常规装入量为 10~20t,正火加热后的冷却速度不可能很快,尤其是摆在中间部位的钢材其冷却速度更要慢,因而对整炉钢来说,并非全部都能将严重的网状碳化物消除掉,具有一定的不均匀性,导致 T12 钢材网状碳化物合格率不够高。


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