QCM8 模具钢组织结构及渗氮后疲劳性能研究(2)

    实验用 QCM8 钢为市场采购日本进口 Φ50 棒料,锻轧开坯成材,其化学成分如表 1。

    所示QCM8 钢在真空炉中经两次预热,**次预热温 度 600 ℃ ,保温时间 20 min;第二次预热温度 820 ℃ ,保 温时间 20 min;然后升到 1 050 ℃ ,保温 50 min,气淬. 随 后,经过两次回火,回火温度 500 ℃ ,保温 2 h. 渗氮在气 体渗氮炉中进行,渗氮温度 480 ℃ ,渗氮时间 38 h. 采用洛氏硬度计测试回火态试样的表面硬度,载 荷 150 kg;用显微维氏硬度计测定渗氮层硬度梯度,结 果换算成洛氏硬度;采用光学显微镜(OM)和透射电子 显微镜 ( TEM) 分 析 回 火 态 组 织 结 构, 用 扫 描 电 镜 (SEM)观察旋转弯曲疲劳断口,旋转弯曲疲劳试样图 纸如图 1 所示.。

    2 结果与分析 选择 480,500,520 和 540 ℃四个温度点进行回火,用洛氏硬度计测试了不同回火温度 QCM8 钢试样 的硬度,载荷 150 kg,每个试样各取 3 个不同位置点测量,得出各回火温度下的硬度值,如表 2 所示. 480, 500 ℃两个温度点硬度值变化并不大,再升高回火温度硬度值显著降低. 考虑到渗氮速度,选择 500 ℃ 作 为 QCM8 钢试样热处理回火温度。

    图 2 为 500 ℃回火态 QCM8 钢光学显微照片,碳化物较多,有条状也有细粒状,分布均匀,条状尺寸更 大 20 ~ 30 μm;细粒状碳化物分布弥散. 进一步用透射电镜分析其微观组织,如图 3,基体为典型的位错马氏体,板条较宽,平均宽度在 200 nm 左右,形状规则,马氏体板条中存在较多位错.