本發(fā)明涉及模具技術(shù)，特別涉及一種長使用壽命無縫鋼管增厚模具材質(zhì)及其熱處理工藝。
背景技術(shù)：
：熱作模具鋼H13是美國牌號的中碳中合金模具鋼，我國4Cr5MoSiV1牌號的模具鋼成分與H13相當(dāng)，常用來作為H13的國產(chǎn)化替代材質(zhì)。目前，無縫鋼管增厚模具采用4Cr5MoSiV1牌號的材質(zhì)；該材質(zhì)的增厚模在軋制低合金無縫鋼時，可以滿足軋制要求。但近年來，無縫鋼管產(chǎn)品需求體現(xiàn)了更多、更個性化、需求更新越來越快的趨勢，除軋制油井管、鍋爐管、管線管、結(jié)構(gòu)管等普通無縫管外，13Cr、鎳基合金油井管、9Cr系列鍋爐石化管等高合金含量、高強度無縫管的數(shù)量逐年增加；與普通無縫管相比，軋制高合金含量無縫管時，軋制溫度升高、軋制壓力增大，因此，增厚模具常出現(xiàn)內(nèi)壁微變形、抗熱裂紋性能不足，沿?zé)崃鸭y斷裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致增厚模在使用中期即發(fā)生失效，嚴(yán)重降低了增厚模的使用壽命。要提高模具的使用壽命，需首先改善該模具的抗熱裂性能。影響增厚模具抗熱裂性能的因素有很多，模具材料的成分、組織，及硬度、強度和韌性的綜合配置等。因此，如何針對無縫產(chǎn)線軋制高合金含量、高強度無縫管時的工況條件和工藝要求，通過設(shè)計合理的材質(zhì)和熱處理工藝，開發(fā)可滿足抗熱裂紋性能等要求的增厚模具，是亟待解決的一個問題。根據(jù)國標(biāo)GB/T1299-2000，4Cr5MoSiV1材質(zhì)的成分范圍為0.32-045C、0.8-1.2Si、0.2-0.5Mn、P<0.030、S<0.030、4.75-5.5Cr、1.1-1.75Mo、0.8-1.2V、1.4-1.8N；其熱處理工藝如下：790±15℃預(yù)熱，1000℃(鹽浴)或1010℃(爐控氣氛)±6℃加熱，保溫5-15min空冷，550±6℃回火。然而，隨著鋼管等產(chǎn)品強度和力學(xué)性能的提高，4Cr5MoSiV1模具鋼的強韌性、抗熱裂性和耐磨性已不能滿足使用需求。需開發(fā)出耐磨性優(yōu)異，且使用過程中不開裂、不斷裂的新型模具材料；調(diào)整原4Cr5MoSiV1材質(zhì)化學(xué)成分，改善其熱處理工藝是重要的研究方向。由于4Cr5MoSiV1材質(zhì)應(yīng)用廣泛，可用作壓鑄模、熱擠壓模、高速錘鍛模，也可用于塑料模具和冷作模具等，各應(yīng)用的工況和工藝要求不同，因此所要求的力學(xué)性能不盡相同。如中國專利CN200910077636.5公開了“一種高性能低成本熱作模具鋼”通過優(yōu)化Al(過程中消耗)、N(0.005-0.05％)含量達到固溶強化、彌散強化及細化晶粒的目的；中國專利CN200910155458.3公開了“一種熱作模具鋼及其回火工藝”是通過添加W、Co元素(W：0.8-2.2％，Co：0.2-1.5％)，并設(shè)計在440-460℃進行一次回火，在520-560℃進行兩次回火的回火工藝，從而降低模具的裂紋擴展速度，提高其韌性；美國專利US2016271744(A1)“Methodformanufactuingaforgingdiewithimprovedwearresistance”是通過調(diào)整Al含量(Al≥0.015％)提高模具的抗氧化性；日本專利JP2016017200(A)“Diesteelandwarm/hotworkingdie”調(diào)整合金成分，特別是V、N含量(V：0.3-0.72％，N：0.015-0.08％)，改善模具的抗熱裂性和耐磨性。中國專利CN201210371091.0“熱作模具鋼4Cr5MoSiV1的強韌化熱處理方法”、公開一種多次淬火，并在600℃和580℃進行兩次回火的熱處理工藝。中國專利CN201210371200.9“熱作模具鋼4Cr5MoSiV1的帶狀組織減輕或消除熱處理工藝”公開一種控制升溫速度200-220℃/h，淬火升溫時多次均溫處理，冷卻時在600-700℃保溫2-4h，在580-600℃回火的工藝，達到消除帶狀組織的效果。中國專利CN201410373497.1“一種熱作模具鋼淬火冷卻方法”是通過在Ms溫度以上采用分段控溫冷卻的方式進行冷卻，從而減少模具熱應(yīng)力和開裂風(fēng)險。中國專利CN105648155(A)“Heattreatmenttechnologyofhotdiesteel”通過將淬火升溫過程分為三次保溫，并進行長時間保溫回火的方法達到模具消除內(nèi)應(yīng)力，降低脆性的目的。可見Al、N、W、Co等元素及含量，及熱處理工藝是影響模具鋼力學(xué)性能的關(guān)鍵要素，需根據(jù)工況需要進行精準(zhǔn)控制。這些專利用不同的方法，通過改進某一方面，達到滿足其使用工況的需求，然而，有的設(shè)計熱處理工藝過于復(fù)雜，反而增加了時間和成本；但這些方法均不適合用于軋制高合金、高強度無縫鋼增厚模具的工況及需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種長使用壽命無縫鋼管增厚模具材質(zhì)及其熱處理工藝，在4Cr5MoSiV1材質(zhì)基礎(chǔ)上，通過綜合調(diào)整成分配比，并設(shè)計合理熱處理工藝，開發(fā)可滿足抗熱裂紋性能等力學(xué)性能要求的增厚模具，以避免增厚模的異常斷裂失效，延長其使用壽命；所述模具的常溫硬度≥52HRC，抗拉強度≥1800MPa，600℃時，硬度≥48HRC，抗拉強度≥1100MPa，熱疲勞抗力和斷裂韌性分別達到2.3/mm-1和71.9MPa·m1/2。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種長使用壽命無縫鋼管增厚模具，其化學(xué)成分重量百分比為：C0.4～0.6％，Si0.8～1.2％，Mn0.6～1.2％，Cr2.5～3.5％，Mo1.8～3.5％，V1.2～3.0％，W0.8～2.0％，Nb0.35～0.6％，其余為Fe及不可避免雜質(zhì)；且需滿足：C＝0.03Mn+0.015Cr+0.16V+0.2Nb；(V+Mo+W/2)＝3.4～5.7wt.％。優(yōu)選的，C的含量為0.45～0.58％。優(yōu)選的，Mn的含量為0.6～1.2％。優(yōu)選的，Mn含量為0.8～1.0％。優(yōu)選的，V的含量為1.5～2.8％。本發(fā)明所述模具的組織包括馬氏體、貝氏體和碳化物，其中貝氏體面積占基體面積的20-30％。原有4Cr5MoSiV1材質(zhì)設(shè)計特點：4Cr5MoSiV1材質(zhì)主要設(shè)計思路為，中碳合金鋼，基體以Si、Mn強化，并采用一定量的Cr、Mo、V合金元素形成碳化物強化基體，碳化物種類多以亞穩(wěn)相M23C6為主，僅有少量的M6C和MC型穩(wěn)定相碳化物，因此，在冷熱循環(huán)的使用工況下，易在疲勞過程中出現(xiàn)碳化物聚集、粗化和位錯密度降低，從而導(dǎo)致模具軟化，抗熱裂性不能滿足使用要求的現(xiàn)象；同時，Cr含量較高，模具在使用過程中出現(xiàn)粘鋼現(xiàn)象。熱裂紋是在交變應(yīng)力幅值超過模具的屈服強度時，首先在模具內(nèi)腔表層引起往復(fù)塑性變形，最終導(dǎo)致熱疲勞裂紋萌生和擴展；熱疲勞抗力與強度和塑性之積有線性關(guān)系，較高的屈服強度可減小每個循環(huán)的塑性應(yīng)變幅，較好的塑性可使局部熱應(yīng)力集中松弛，熱裂紋萌生階段主要受強度控制，熱裂紋擴展階段主要受塑性控制，因此，本發(fā)明設(shè)計增厚模具的化學(xué)成分時，考慮兼顧了強度和韌性，同時考慮選用具有高的導(dǎo)熱系數(shù)和低的熱膨脹率的化學(xué)元素，以利于提高抗熱裂紋性能。與4Cr5MoSiV1材質(zhì)相比，本發(fā)明的增厚模材質(zhì)，通過成分調(diào)整，采用基體強化和碳化物強化的雙重效果，一方面增加Mn，增強對基體的強化作用，另一方面，增加易形成穩(wěn)定型M6C和MC的合金元素，減少易形成亞穩(wěn)相M23C6、M7C3碳化物，和易粘鋼的合金元素，從而提高模具的抗熱裂性，減少粘鋼。在本發(fā)明增厚模材質(zhì)的成分設(shè)計中：C：C為高溫淬透性和高溫強度保持元素，但C過量會使韌性降低，因此，本發(fā)明中C含量控制在中碳合金的上限，且需滿足C＝0.03Mn+0.015Cr+0.16V+0.2Nb關(guān)系；優(yōu)選控制在0.45-0.58％。Mn：Mn的作用為進一步強化基體，通過固溶強化作用，強化基體，提高基體抵抗裂紋擴展的能力；同時配合C提高基體的淬透性；因此，Mn的質(zhì)量百分比控制在0.6-1.2％；優(yōu)選控制在Mn含量的0.8-1.0％。Cr：本發(fā)明中減少Cr含量，因為Cr在模具中形成亞穩(wěn)相M23C6、M7C3碳化物，在使用過程中容易聚集長大、粗化和軟化，同時，由于無縫產(chǎn)線的特殊性，軋制的13Cr、T91等高合金鋼管中，常含有大量的Cr，增厚模具中Cr含量過高常發(fā)生粘鋼現(xiàn)象；通過大量實驗表明Cr含量超過3.5wt.％，即會發(fā)生粘鋼現(xiàn)象；因此，本發(fā)明中控制Cr的質(zhì)量百分比為：Cr<3.5％。V：為彌補部分Cr碳化物的減少量，增加穩(wěn)定型碳化物MC的形成元素V；V可通過析出強化和碳化物彌散強化作用強化基體，獲得較高的高溫強度和韌性；大量試驗研究結(jié)果表明，V的質(zhì)量百分比需控制在1.2-3.0％之間；優(yōu)選地，V的質(zhì)量百分比需控制在1.5-2.8％之間。Mo和W：Mo作為強碳化物形成元素，提高奧氏體的穩(wěn)定性和基體的淬透性，防止第二類回火脆性，而且采用Mo和W形成的M6C型碳化物，提高MC型碳化物的穩(wěn)定性和基體的抗回火穩(wěn)定性，抑制熱裂紋的產(chǎn)生；因此本發(fā)明中，Mo的質(zhì)量百分比需控制在1.8-3.5％之間，W的質(zhì)量百分比需控制在0.8-2.0％之間；且需滿足(V+Mo+W/2)＝3.4～5.7wt.％；Nb：Nb元素的作用是其與碳、氮、氧都有很強的親和力，可形成極為穩(wěn)定的化合物，起到細化晶粒、提高晶粒粗化溫度、淬透性和回火穩(wěn)定性的作用；除此之外，Nb作為硬質(zhì)元素，可提高增厚模具的耐磨性；因此，本發(fā)明中，控制Nb元素的質(zhì)量百分比為：Nb≥0.35％。傳統(tǒng)4Cr5MoSiV1材質(zhì)的常規(guī)熱處理工藝為：在1050-1100℃淬火，在550-600℃回火；淬火工藝通過一步完成。4Cr5MoSiV1材質(zhì)中含有較多的碳化物，為了使更多的碳化物熔于奧氏體中，奧氏體化溫度選擇較高，但此淬火工藝的缺點是，帶來原始奧氏體晶粒的長大；經(jīng)過此回火工藝處理后，最后所得基體組織為M，硬度較高，但韌性不足，易在循環(huán)使用中萌生裂紋，并快速擴展。本發(fā)明長使用壽命無縫鋼管增厚模具的熱處理工藝，包括如下步驟：1)以200-230℃/h的升溫速度加熱，在600℃時，進行8min的均溫保溫；2)繼續(xù)以200-230℃/h的升溫速度升溫，在800℃時，進行8min的均溫保溫；3)在1100-1150℃時，進行15-20min的第一步淬火處理；之后迅速降溫；4)在1020-1050℃時，進行120min的第二步淬火處理；之后油冷至室溫，并進行及時回火；5)以200-230℃/h的升溫速度加熱，在600-650℃回火保溫120min；6)隨爐冷卻至240-260℃，保溫60min；之后隨爐冷卻至200℃空冷。本發(fā)明與4Cr5MoSiV1材質(zhì)的傳統(tǒng)熱處理工藝相比：本發(fā)明將淬火分兩步進行，稱為“兩步淬火法”，使基體既獲得了較大的合金度，同時保持了較小的奧氏體晶粒尺寸；回火工藝的特點是在高溫回火的同時，加入下貝氏體轉(zhuǎn)變工藝，使模具獲得了高熱循環(huán)穩(wěn)定性和韌性。淬火升溫過程中要進行兩次均溫保溫，這是因為，升溫速度較快，淬火溫度較高時，短時的均溫保溫可以使模具受熱均勻；因此，本發(fā)明技術(shù)方案的步驟(1)和(2)中，在600℃和800℃時，進行兩次8min的均溫保溫。進一步，所述步驟3)、4)為兩步淬火工藝，其中，步驟(3)將第一步淬火溫度控制在1100-1150℃之間，保溫時間15-20min之間，這是因為試驗表明，隨著奧氏體化溫度的提高，增厚模具的熱疲勞抗力增加，熱裂紋萌生時間推遲，裂紋擴展速度也有所降低；這是因為奧氏體化溫度升高，較多的碳化物熔于基體中，基體合金元素和碳固溶度增加，同時孿晶馬氏體數(shù)量減少，位錯馬氏體的數(shù)量增加；加之較高的淬火溫度需配合較高的回火溫度，因此，增厚模具的強度和抗回火性提高，同時熱循環(huán)穩(wěn)定性亦提高。然而，隨著奧氏體化溫度的升高，不可避免的要考慮奧氏體晶粒隨之長大的問題；試驗表明，該模具鋼中，MC為V的碳化物，在共晶轉(zhuǎn)變時析出，或從奧氏體中析出，其開始固溶溫度為1000-1150℃，VC顆粒細小且分布均勻。M6C為W和Mo的碳化物，在1050-1300℃時固溶于奧氏體，M6C相當(dāng)穩(wěn)定，不易聚集長大，可增加模具硬度與耐磨性。M7C3為Cr的的碳化物，是一次共晶碳化物或由奧氏體中析出的二次碳化物，它能溶入W、Mo、V等元素，增加耐磨性，降低摩擦系數(shù)。二次M7C3在950-1150℃溶入奧氏體中；M23C6是另一種Cr的碳化物，在溫度為1000-1020℃時開始固溶，完全固溶于奧氏體需1150-1200℃的溫度。因此，1100-1150℃時，基體中未熔碳化物含量約為5-6％，原始奧氏體晶粒度小于7級，在1100-1150℃溫度時，晶粒雖稍有長大并趨于開始快速長大，但形核率較晶粒長大速率增加更快，此時基體中合金度及形核數(shù)量的增加帶來的對抗熱疲勞性能有利的因素超過晶粒稍微長大帶來的影響。因此，為了獲得較大的基體合金度和較小的奧氏體晶粒尺寸，選擇先通過預(yù)熱后快速加熱至淬火溫度1100-1150℃(高于普通淬火工藝的淬火溫度)，并進行15-20min的短時保溫，作為第一步淬火工藝，以獲得均勻細小的奧氏體原始晶粒。當(dāng)該步淬火溫度低于1100℃時，會造成碳化物熔入基體中的含量不夠，導(dǎo)致基體強度不足；當(dāng)淬火溫度高于1150℃時，會造成晶粒過度長大，顯微組織不均勻，導(dǎo)致強度降低；優(yōu)選地，需將第一步淬火保溫時間控制在16min<t<18min之間。步驟(4)將第二步淬火工藝溫度控制在1020-1050℃之間，保溫時間控制在2h內(nèi)，目的是使MC、M7C3、M6C、M23C6等足夠多的碳化物熔入到奧氏體內(nèi)，同時避免晶粒長大；這是因為，碳化物熔于奧氏體內(nèi)受原子擴散能的影響，而奧氏體晶粒長大受遠大于原子擴散能的晶界遷移能的影響，1020-1050℃作為第二步淬火溫度，低于第一步淬火溫度，一方面足以保證較高的原子擴散能，另一方面又可以使奧氏體晶界遷移所需的驅(qū)動力不足，因此，通過保溫，大量碳化物熔入奧氏體中，奧氏體組織得到充分均勻化，而晶粒卻未快速長大，達到細晶強化的目的，為獲得高強度和韌性打下堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)該步淬火溫度低于1020℃時，保溫時間小于2h時，原子擴散能和擴散時間均不足，導(dǎo)致碳化物不能足夠多的熔于基體中；當(dāng)該步淬火溫度高于1050℃，保溫時間大于2h時，會導(dǎo)致奧氏體晶界遷移能較大，及晶界可遷移時間較長，造成晶粒長大，影響模具的力學(xué)性能，因此，第二步淬火工藝溫度需控制在1020-1050℃之間，保溫時間控制在2h。進一步，所述步驟(5)、(6)為高溫回火，并加入下貝氏體轉(zhuǎn)變工藝的回火工藝；其中步驟(5)，采用高溫回火，將回火溫度控制在600-650℃之間，回火保溫時間控制在120min內(nèi)；這是因為，鋼的微觀組織和性能在熱疲勞過程中有較大變化，因此，熱循環(huán)穩(wěn)定性對熱疲勞抗力影響較大；要獲得優(yōu)異的熱循環(huán)穩(wěn)定性，需通過熱處理工藝設(shè)計，使增厚模具的組織和性能能夠在冷熱循環(huán)過程中保持穩(wěn)定，這主要是提高增厚模具在循環(huán)溫度條件下的抗回火性能。因此，較高的抗回火性能要求和高的淬火溫度均決定需要較高的回火溫度；同時，試驗表明，該模具中MC型碳化物在500-600℃以上高溫回火冷卻過程中析出，彌散度大，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，增加硬度與耐磨性，提高回火穩(wěn)定性。M7C3型碳化物需高溫回火時才析出，增加鋼的熱穩(wěn)定性；M23C6在400-500℃以上回火溫度，可由被Cr飽和的Fe3C轉(zhuǎn)變而來，或直接從淬火鋼基體析出，它不易聚集長大，析出可使回火硬度略有增加。當(dāng)回火溫度高于650℃時，會造成模具最終硬度較低，當(dāng)回火溫度低于600℃時，析出碳化物數(shù)量不足，會造成模具強度不足；因此，需保證該回火溫度在600-650℃之間，回火保溫時間控制在120min內(nèi)，以保證模具硬度滿足要求的同時，具有較高的強度和韌性。步驟(6)是回火隨爐冷卻至240-260℃時保溫1h，以保證在獲得M的同時，獲得一定數(shù)量的下貝氏體組織；這是因為，在600-650℃回火后，增厚模具中獲得了部分馬氏體組織，在240-260℃保溫以獲得一定數(shù)量的下貝氏體組織，基本可以保證在硬度和強度不變的情況下，大幅提高增厚模具的韌性，從而達到提高抗熱疲勞性能和使用壽命的目的。通過試驗優(yōu)選，將下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度控制在240-260℃范圍內(nèi)，保溫控制在60min內(nèi)，所得基體中貝氏體含量達到最佳值，通過統(tǒng)計測量，此時貝氏體面積占基體面積的20-30％，模具的綜合力學(xué)性能最優(yōu)，常溫抗拉強度Rm1800MPa，常溫沖擊功AKU33.75J。當(dāng)保溫溫度高于260℃，保溫時間太長時，貝氏體的含量太多，當(dāng)保溫溫度低于240℃，保溫時間太短時，貝氏體的含量不足，模具的使用壽命均不理想。本發(fā)明所述模具的常溫硬度≥52HRC，抗拉強度≥1800MPa，600℃時，硬度≥48HRC，抗拉強度≥1100MPa，熱疲勞抗力和斷裂韌性分別達到2.3/mm-1和71.9MPa·m1/2。本發(fā)明取得了實質(zhì)性進步和顯著效果。將本發(fā)明材質(zhì)與原增厚模具材質(zhì)4Cr5MoSiV1的常溫及高溫力學(xué)性能進行對比，常溫力學(xué)性能如表1所示，高溫力學(xué)性能如表2所示，熱疲勞抗力與斷裂韌性如表3所示。表1本發(fā)明材質(zhì)與4Cr5MoSiV1常溫力學(xué)性能對比材質(zhì)Rp0.2/MPaRm/MPaA/％Z/％AKU2/JHRC4Cr5MoSiV11496.01416.679.024.015.3348.2本發(fā)明材質(zhì)1679.81872.3111.239.833.7552.7表2本發(fā)明材質(zhì)與4Cr5MoSiV1材質(zhì)600℃高溫力學(xué)性能對比材質(zhì)Rp0.2/MPaRm/MPaA/％Z/％AKU2/JHRC4Cr5MoSiV1899978136211339.5本發(fā)明材質(zhì)9871105218417548.9表3本發(fā)明材質(zhì)與4Cr5MoSiV1熱疲勞抗力與斷裂韌性對比材質(zhì)熱疲勞抗力/mm-1斷裂韌性KC/MPa·m1/24Cr5MoSiV11.728.3本發(fā)明材質(zhì)2.371.9由以上對比結(jié)果可知，本發(fā)明中的增厚模具的力學(xué)性能全面優(yōu)于原4Cr5MoSiV1材質(zhì)的力學(xué)性能，其高溫強度、韌性、熱疲勞抗力等得到明顯提高，其中高溫屈服強度提高12.98％，熱疲勞抗力提高35.29％，600℃時硬度達48.9HRC，滿足增厚模在高溫下使用的力學(xué)性能要求，并可大幅延長使用壽命。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過改進成分綜合配比，調(diào)整熱處理工藝，實現(xiàn)增厚模具新材質(zhì)的常溫及高溫力學(xué)性能的全面提升，其中高溫強韌性和抗熱裂紋能力得到大幅提升，模具使用壽命得到有效延長，解決了增厚模具常在使用中期斷裂的問題，提高生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例熱處理工藝的示意圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明實施例根據(jù)所設(shè)計的化學(xué)成分范圍，采用電爐(感應(yīng)爐)熔煉、爐外精煉、電渣重溶工藝，鍛造比>5；之后進行冶煉后退火、電渣重熔、球化退火、調(diào)質(zhì)熱處理和本發(fā)明所設(shè)計的最終熱處理工藝(如圖1所示)，制備了本發(fā)明的增厚模具材質(zhì)。其具體化學(xué)成分如表4所示，其常溫及高溫力學(xué)性能如表5、表6所示。表4單位：重量百分比實施例CSiMnCrMoVWNb10.401.120.603.402.81.40.90.4520.440.861.153.252.61.81.30.3530.451.200.803.183.51.61.10.6040.501.020.902.902.32.11.60.5050.501.160.852.751.82.21.90.4060.600.900.652.602.02.71.20.55表5實施例1-6的常溫力學(xué)性能實施例Rp0.2/MPaRm/MPaA/％Z/％AKU2/JHRC11659185112.039.730.250.421681187912.740.831.951.731686188213.141.632.252.341679187012.340.23252.951672186611.839.430.951.261667185911.238.731.650.8表6實施例1-6的高溫力學(xué)性能實施例Rp0.2/MPaRm/MPaA/％Z/％AKU2/JHRC1972111221.682.616946.72984113921.883.918348.93982114222.384.618649.24979113620.783.518449.65969112821.884.217348.86961111921.283.117647.5表7實施例1-6的熱疲勞抗力與斷裂韌性對比實施例熱疲勞抗力/mm-1斷裂韌性KC/MPa·m1/212.1867.222.2668.332.2868.742.3770.952.1369.262.0966.5實施例7根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的化學(xué)成分范圍，采用中頻爐煉制電渣棒，嚴(yán)格控制成分，降低鋼錠的有害合金元素；冶煉采用兩次電渣重溶，并在每次重溶后進行依次球化退火，即依次進行中頻冶煉后退火、一次電渣重熔、球化退火、二次電渣重熔、球化退火，極大提高鋼材品質(zhì)，減少及杜絕微小氣泡、夾雜、微裂紋等瑕疵；之后進行鍛造，鍛造比>5，調(diào)質(zhì)熱處理和本發(fā)明所設(shè)計的最終熱處理工藝。之后將該材質(zhì)做成無縫鋼管增厚模具，分別試驗軋制不同的鋼種，其使用壽命如表8所示。表8本發(fā)明材質(zhì)與4Cr5MoSiV1使用壽命對比表本發(fā)明通過成分設(shè)計，采用“兩步淬火法”，高溫回火并加入下貝氏體轉(zhuǎn)變工藝的方法，綜合考慮增厚模具的硬度、強度和韌性合理配合，達到提高增厚模具抗熱裂紋性能和使用壽命的目的。本發(fā)明模具材質(zhì)和熱處理工藝可推廣至熱作模具領(lǐng)域，除做鋼管增厚模具外，還可做錘鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等，可滿足600-650℃高溫工況下的服役要求。當(dāng)前第1頁1 2 3