冷却速率对4Cr5Mo2V钢晶间碳化物形成及服役性能的显著影响

《steel research international》：Critical Impact of Cooling Rate on Intergranular Carbide Formation and Service Performance in 4Cr5Mo2V Steel

晶界碳化物析出对4Cr5Mo2V压铸模具钢高温性能的影响研究表明，0.05–1°C/s的淬火速率控制可显著改变碳化物分布形态，导致硬度在600℃下4小时内下降40%，冲击韧性降低至0.8MPa·m2/kg，断裂模式由韧性剪切转变为脆性 cleavage断裂。

　　

摘要

本研究探讨了4Cr5Mo2V压铸模具钢在淬火过程中晶界处碳化物的析出及其对高温服役性能的不利影响。通过控制冷却速率（0.05–1?°C?s^?1），从1030?°C冷却至600?°C，以抑制晶间碳化物的形成。结果表明，较慢的冷却速率会促进富Cr碳化物在原有奥氏体晶界处的析出，形成明显的层状结构，从而显著降低钢材的性能。具体而言，在600?°C下的热稳定性测试显示，含有大量晶间碳化物的样品在最初4小时内硬度迅速下降。高温冲击测试表明，随着晶界碳化物含量的增加，材料的韧性显著降低。断裂分析证实，碳化物析出的增加会导致材料从准解理断裂（室温）和韧性断裂（600?°C）转变为解理断裂（室温）和晶间断裂（600?°C），这直接证明了晶界碳化物与材料脆化之间的关联。这些发现表明，由于淬火速率不当导致的大尺寸压铸模具中晶间碳化物的析出会严重损害钢材的高温强度和韧性。避免此类碳化物的析出对于确保钢材的高温性能至关重要。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。