精密無縫鋼管是高碳、高合金冷作模具無縫管。常規淬火溫度下加溫時,因為合金滲碳體的融解,基材里的含碳和合金元素的含量高,強度和硬度很高,可是韌性不足,使用時容易發生脆斷而早期失效。要提升精密無縫鋼管的綜合性能,改善熱處理方法是一個技術關鍵。
一.操縱奧氏體化溫度。
細化晶粒是既提升材料的強度也可提升材料的韌性的途徑。針對精密無縫鋼管和高碳、高合金冷作模具鋼能通過適當調整淬火溫度來降低脆性干裂的趨勢。由于減少了淬火溫度,一方面能夠控制M6C、MC型滲碳體融入基材,使馬氏體里的均值含碳減少,造成Ms點升高,淬火后的孿晶奧氏體數量減少,得到以板條奧氏體為主的淬火組織,從而提高了鋼的韌性;另一方面,因為淬火溫度減少,奧氏體晶粒度獲得優化,也有助于韌性的提升。實驗結果顯示,奧氏體化溫度在1200和1180℃時,晶粒度為11.5級;奧氏體化溫度在1160℃時,晶粒度為12級,表明適當調整淬火溫度可讓奧氏體晶粒獲得優化。此外,隨著奧氏體化溫度由1200℃降到1160℃,W6Mo5Cr4V2高速鋼的硬度略有下降,而沖擊吸收功有所提高,沖擊吸收能量檢測值由4.62J提升到4.96J。
二.選用分級回火工藝。
精密無縫鋼管淬火的目的是根據合金滲碳體的彌漫析出及其殘余奧氏體的充足轉變來獲取穩定的組織?;鼗鸸に囀蔷軣o縫鋼管得到較高紅硬性、耐磨性及其強韌性的關鍵所在。國外文獻介紹的回火工藝廣泛側重于選用2次淬火法。分級淬火又被國內一些工廠用于取代常規三次回火工藝。對W6Mo5Cr4V2高速鋼選用分級回火工藝,即在高溫回火時提升350℃的處理,(350℃×1h+560℃×1h),結果獲得了比常規淬火更佳的強韌性配合。實驗結果顯示,在同樣的奧氏體化條件下,分級淬火后的W6Mo5Cr4V26高速鋼的耐磨性和紅硬性較常規淬火要好。金相檢測表明,經過分級淬火后的W6Mo5Cr4V2高速鋼具備更多均勻分布的滲碳體質點,并使沿孿晶界析出的滲碳體更彌漫。分級淬火能使W6Mo5Cr4V2高速鋼較常規淬火具備更佳性能。這是因為,高溫回火時提升350℃的分級解決,使精密無縫鋼管先析出勻稱彌漫分布滲碳體質點,可以促進隨后高溫回火時M2C型合金滲碳體的析出。正是這些彌漫、細微分布滲碳體促使分級淬火的高速鋼二次硬化效用更加明顯,進而比常規淬火的高速鋼具有更高的強度、紅硬性和更優的耐磨性。同時,因為沿孿晶界裂紋萌生與拓展較為困難,也有助于韌性的改進。功能測試比照如下:強度:分級淬火試樣是64.6HRC,常規淬火試樣是63.8HRC;紅硬性:分級淬火試樣是59.3HR,常規淬火試樣是58.6HR。