Propriétés de base de l'acier pour matrices de travail à froid AISI A2

A2 est un acier de matrice pour travail à froid amélioré à base de SKD11 (Cr12Mo1V1). Dans les conditions de traitement thermique conventionnel, l'austénite résiduelle est presque complètement décomposée. Généralement, le traitement cryogénique peut être omis et une ténacité élevée peut toujours être maintenue sous une dureté élevée.
I. Plan d'expérience
Après avoir été trempé à 1040 degrés et revenu à 520 ~ 530 degrés, A2 a une dureté HRC de 60 ~ 62 et une ténacité deux fois supérieure à celle de Cr12Mo1V1, qui est la plus élevée parmi les aciers de matrice travaillés à froid couramment utilisés à l'heure actuelle. Il a une bonne usinabilité et broyabilité, une faible contrainte résiduelle dans la couche modifiée d'usinage électrique, peu d'austénite résiduelle et des carbures fins et uniformément répartis.
En raison de la situation de contrainte complexe de la matrice, certaines pièces de travail de la matrice doivent avoir des propriétés mécaniques particulières. Si le processus de traitement thermique standard ne peut souvent pas répondre aux exigences de performances de travail idéales, les caractéristiques de base telles que la dureté, la ténacité et la résistance à l'usure doivent être correctement ajustées par traitement thermique pour obtenir le meilleur état de fonctionnement de la matrice. La température de trempe et la température de revenu sont les principaux paramètres de traitement thermique. Cet article se concentre sur les caractéristiques de trempe de A2.
II. Conception d'expérience
Dans l'expérience, la spécification de traitement thermique A2 a été légèrement modifiée, et la température de trempe a été ajustée de manière appropriée, et la température de revenu a été prise en six degrés, à savoir 100 degrés, 200 degrés, 300 degrés, 400 degrés, 500 degrés et 600 degrés. . Pour une trempe à 100 degrés, un four de séchage 101-2 est utilisé pour le chauffage et un four à résistance de type boîte SX-25-12 est utilisé pour le chauffage. Deux échantillons sont prélevés pour chaque température de revenu.
Le test de dureté Rockwell métallique est sélectionné pour le test de dureté, qui est effectué à température normale, et le testeur de dureté optique HBRVU-187.5 Brinell est utilisé.
10mm pour le test d'impact × 10mm × 55mm spécimen non encoché est testé sur la machine d'essai d'impact JB30B avec une énergie d'impact de 0,3 KN. m ou 0,15 KN. M.
Résultats expérimentaux et analyse
1. Valeur de dureté
Prenez trois positions différentes pour chaque échantillon pour mesurer la dureté et obtenez la valeur de dureté à chaque température de revenu. Selon la valeur de dureté de chaque échantillon, A2 a peu de changement lorsqu'il est trempé à 100 ~ 500 degrés ; La dureté est légèrement plus élevée lorsqu'elle est trempée à une température moyenne de 400 degrés, et la dureté maximale après traitement thermique et revenu standard est généralement d'environ 520 degrés ; Après un revenu à haute température à 600 degrés, la dureté diminue considérablement et la valeur moyenne de dureté HRC n'est que de 52,4, de sorte que la température de revenu ne doit pas être trop élevée.
2. Résistance aux chocs
Après le revenu, la couche de décarburation par oxydation à la surface de l'échantillon est retirée et la valeur d'impact de chaque échantillon à différentes températures de revenu est mesurée. Selon la valeur d'impact de chaque échantillon, lorsque DC53 est tempéré à 200 degrés, la valeur d'impact moyenne atteint plus de 60 J/cm2. Lorsqu'il est trempé à 500 degrés, la ténacité aux chocs est médiocre, montrant une certaine fragilité de trempe à haute température. La résistance aux chocs de trempe au-dessus de 600 degrés est très bonne, mais la dureté est considérablement réduite, ce qui ne peut pas répondre aux exigences d'utilisation
Les résultats expérimentaux montrent que A2 a une bonne stabilité globale au revenu, et que la valeur de dureté et d'impact change peu dans une certaine plage de température de revenu; Lors de la trempe à 400 ~ 500 degrés, la ténacité diminue considérablement et la fragilité de la trempe se produit; Lors de la trempe à 600 degrés, la ténacité de l'échantillon est très élevée et la valeur d'impact atteint 85 J/cm2, mais la dureté est considérablement réduite. En production, pour certaines matrices de travail à froid avec de faibles exigences de dureté et de résistance à l'usure et des exigences élevées de ténacité, un revenu à haute température peut être utilisé; Pour les matrices de travail à froid avec des exigences de dureté élevées et une ténacité élevée, un revenu à basse température à environ 200 degrés doit être adopté. La dureté et la valeur d'impact à d'autres températures de revenu peuvent être prédites par des méthodes de calcul appropriées (telles que la méthode d'interpolation, l'approximation de la fonction, etc.), puis vérifiées par des expériences. Le carbure dans l'échantillon trempé est réparti en bandes minces discontinues, et le carbure est uniformément réparti après revenu à 200 degrés, et il n'y a presque pas de carbure massif dans la structure, par conséquent, la ténacité est bonne. De la morphologie de la fracture, l'étape de clivage de la fracture de la structure trempée à 200 degrés est bien inférieure à celle de l'échantillon trempé, et il y a quelques petites fossettes peu profondes dans la fracture de la structure métallographique à 5000 fois, indiquant qu'il a une certaine fermeté. Après revenu, l'austénite résiduelle se transforme complètement et le carbure est fin et uniformément réparti, ce qui augmente la ténacité
conclusion
1. Après avoir correctement ajusté la température de trempe, A2 a une dureté et une résistance aux chocs plus élevées lorsqu'il est trempé à 200 degrés ; Lors de la trempe à 400 ~ 500 degrés, la dureté est plus élevée et la ténacité diminue considérablement ; Lorsqu'il est trempé à 600 degrés, la résistance aux chocs est très élevée et la dureté diminue considérablement
2. Le processus de trempe à basse température doit être adopté pour la matrice de précision, la matrice de coupe, la roue de laminage à froid et d'autres outils et matrices de formes complexes pour que les pièces de travail de la matrice obtiennent une dureté élevée, une ténacité élevée, une bonne résistance à l'usure et une résistance élevée, qui peut efficacement prolonger la durée de vie de la matrice et empêcher l'usure excessive, la déformation, la fissuration et d'autres phénomènes de défaillance précoce
3. Un processus de trempe faible et de récupération élevée peut être adopté pour les moules complexes avec une grande charge d'impact afin d'obtenir une résistance élevée aux chocs et d'éviter une rupture fragile du moule.