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利用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計(jì)和沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)淬火+深冷處理+回火(簡(jiǎn)稱"深冷處理")后的SKD11鋼的顯微組織、硬度和沖擊性能進(jìn)行了觀察和測(cè)試，并利用MLD-10動(dòng)載磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了該工藝下SKD11鋼的沖擊磨料磨損性能，分析了沖擊磨料磨損的機(jī)理。結(jié)果表明，深冷處理后SKD11鋼的顯微組織由隱晶馬氏體、殘余奧氏體和各種碳化物組成，包括共晶碳化物、未熔碳化物和點(diǎn)狀碳化物。冷處理后SKD11鋼的硬度為59.2HRC，缺口試樣的沖擊功約為16 J，在沖擊磨料磨損試驗(yàn)中，深冷處理后SKD11鋼的磨損量隨磨損時(shí)間線性增加。在研究的磨損時(shí)間內(nèi)， 深冷處理后SKD11鋼的早期磨損機(jī)制主要是微切削磨損和多次塑性變形磨損，后期磨損機(jī)制主要是應(yīng)變疲勞磨損。關(guān)鍵詞SKD11鋼；低溫處理；微觀結(jié)構(gòu)；沖擊韌性；沖擊磨料磨損、斷裂和塑性變形是模具失效的三種主要形式，其中磨損在模具失效中所占的比例更大[1]，而磨料磨損是磨損過(guò)程中更常見(jiàn)的形式，沖擊磨料磨損是磨料磨損的一種特殊形式。在沖擊磨料磨損過(guò)程中，既有沖擊錘的沖擊，也有磨料磨損。為了改善模具鋼從模具零件的表面改性方面探討了合金的抗沖擊磨料磨損性能[2]， 成分調(diào)整[3]和熱處理工藝改進(jìn)[4]。研究表明，深冷處理可以提高合金的耐磨性。模具鋼[5]的耐磨性。以重載場(chǎng)合常用的SKD11鋼為研究對(duì)象，分析了深冷處理SKD11鋼的顯微組織與其沖擊磨料磨損性能之間的關(guān)系，探討了SKD11鋼在沖擊磨料磨損條件下的磨損機(jī)理，為SKD11鋼的實(shí)際使用提供了依據(jù)。試驗(yàn)中使用的SKD11鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表1，其原板尺寸為220mm×60mm×10mm。試驗(yàn)前，對(duì)原始樣品進(jìn)行淬火+深冷處理+回火處理(簡(jiǎn)稱“深冷處理”)。熱處理過(guò)程如下:首先將樣品放入ZKL-06010雙室油氣淬火真空爐中進(jìn)行真空處理，真空度為2.5Pa， 并在30℃預(yù)熱.淬火后，立即將油放入溫度為-80-70℃的SL-600低溫罐中，保持4小時(shí)，然后取出樣品，自然冷卻至室溫，然后在200℃下回火[6]。表1 1 SKD 11鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))
圖3深冷處理SKD11鋼中碳化物的能譜
表2深冷處理樣品中碳化物的能譜分析(EDS)結(jié)果
表3顯示了三個(gè)skd11鋼樣品在低溫處理后的沖擊斷裂過(guò)程中測(cè)量的沖擊能量。從平均值可以看出，深冷處理后SKD11鋼斷裂時(shí)的沖擊吸收能較低。這是因?yàn)镾KD11鋼中馬氏體基體周圍的碳化物顆粒過(guò)多，影響了晶內(nèi)和晶界的應(yīng)力平衡，降低了SKD11鋼在沖擊過(guò)程中吸收的能量。如何看待SKD11打卡？為了進(jìn)一步分析深冷處理后SKD11鋼試樣的斷裂機(jī)理，觀察了SEM斷口形貌。從圖4的斷口形貌可以看出，斷面上有面積較大、大小不一的解理面，解理面呈小凹盆狀分布，而撕裂棱和韌窩所占比例較小。因此， 可以確定SKD11鋼的沖擊斷裂形式為準(zhǔn)解理斷裂。表3深冷處理后SKD11鋼的沖擊功(J)
圖6SKD11鋼沖擊磨料磨損4h后深冷處理磨損表面的SEM形貌
圖7SKD11鋼沖擊磨料磨損8h后深冷處理后磨損表面的SEM形貌
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原作者:韓彭
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