P20模具鋼屬于美國(guó)牌號(hào)，在預(yù)硬化硬度為28～35HRC時(shí)，模具表面粗糙度、沖擊性能和淬透性都比較好，可以使鋼材獲得比較均勻的硬度，同時(shí)具有良好的鏡面加工性能，該鋼種的鏡面拋光性能明顯高于普碳鋼及低合金鋼，因此在制造大型塑料模具時(shí)，P20鋼仍是比較理想的鋼種。
本工作主要通過對(duì)P20鋼進(jìn)行熱處理，研究其在不同的回火溫度和回火保溫時(shí)間下的硬度及顯微組織變化情況，同時(shí)分析顯微組織對(duì)硬度變化的影響；然后利用回火參數(shù)P研究P20塑料模具鋼的回火工藝，探索確定P20鋼的最佳回火工藝。
試驗(yàn)用P20塑料模具鋼的主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為0.30C、0.60Si、0.80Mn、1.50Cr、0.35Mo，余量Fe。將試驗(yàn)P20鋼加工成尺寸為20mm×20mm×20mm的試樣，取35個(gè)試樣分成7組，在860℃下淬火，對(duì)淬火后的試樣分別進(jìn)行不同參數(shù)的回火處理，最后進(jìn)行硬度測(cè)試和顯微組織觀察。
淬火溫度為860℃，保溫時(shí)間30min，出爐后迅速油冷，并不斷攪動(dòng)油液，淬火介質(zhì)采用20號(hào)機(jī)油?；鼗饻囟确譃?50、400、450、500、550、600、650℃共7個(gè)溫度，每組中的5個(gè)試樣的保溫時(shí)間分別為1、2、4、8、16h。加熱爐到溫后將試樣入爐，待爐溫重新恢復(fù)到設(shè)定溫度后再開始計(jì)時(shí)保溫，出爐后空冷，為防止試樣表面氧化脫碳，試樣入爐前涂有防氧化脫碳涂料。試驗(yàn)中所用的加熱設(shè)備為GWL-1400型熱處理爐。采用掃描電鏡、洛氏硬度計(jì)對(duì)P20塑料模具鋼進(jìn)行淬火及回火后的顯微組織觀察及硬度測(cè)試。
結(jié)果表明：在350～450℃，隨回火溫度的增加，硬度變化不大；在450～650℃回火，試樣的硬度發(fā)生明顯下降趨勢(shì)；隨回火保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，在350～450℃，硬度降低趨勢(shì)較??；在500～650℃回火，在最初的8h內(nèi)，硬度迅速降低，繼續(xù)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，硬度下降速率變慢；隨回火溫度和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，碳化物析出量越來越多，并逐漸球化聚集長(zhǎng)大，馬氏體條邊界逐漸模糊，有些板條被早期形成的碳化物釘扎，致使部分板條馬氏體發(fā)生粗化，有些板條合并變寬，導(dǎo)致其硬度降低。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)及回火參數(shù)P，可確定試驗(yàn)P20鋼的最佳回火工藝為600℃×1h。
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