目前,氮在不銹鋼中的應用及微觀作用機理已得到廣泛報道,其在模具鋼中的應用和作用機理研究很少。課題組結合氮的作用機理,提出在Cr-Mo-V系模具鋼中添加氮元素,從而提高其硬度并保證良好韌性的合金化思路。本文通過對經(jīng)氮合金化的Dievar和8Cr3兩種模具鋼進行組織性能測試以及工藝優(yōu)化試驗,驗證了模具鋼微氮合金化思路的合理性。借助熱膨脹相變儀、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、三維原子探針（3DAP）等測試分析設備系統(tǒng)地研究了氮在Cr-Mo-V熱作模具鋼中的溶解析出行為及作用機制。主要得出了以下結論:（1）微量氮的加入可使Dievar鋼中顯著增加MC型碳化物的析出量和溶解溫度,而加入到8Cr3鋼中則會生成氮化物CrN,同樣提升M7C3型碳化物的溶解溫度。氮在Dievar和8Cr3兩種系列的鋼中均能增加淬火未溶碳化物的數(shù)量及其穩(wěn)定性,提升晶粒發(fā)生粗化的溫度,起到顯著的細化晶粒作用,而對兩種鋼回火組織中的殘余奧氏體含量影響較小。在常規(guī)熱處理工藝下,微量氮能同時提高Dievar模具鋼的硬度和韌性,而在8Cr3鋼中由于未溶碳化物數(shù)量多、尺寸大,對韌性損害較大。（2）相較... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２不同鋼種抵抗不同失效機理能力比較??表２＿１?Ｄｉｅｖａｒ鋼的化學成分（ｗｔ．％）??

此，在條件允許的情況下，研宄亞晶尺寸比原始奧氏體更具有客??觀參考價值。??ｍｍ??〇４〇???〇．５????〇３５＿（Ｃ）?ＡｖｅｒｏＳ〇．５３Ｍｍ?■?Ｗ?Ｎ＞??＾?０．３０?３?０．４?■?Ａｖｅｒａｇｅｒ?ｓｉｚｅ／０．４１?Ｊｉｍ??ｌｌｌｌｕＪ??０．２?ＯＪ?０．４?０．５?０．６?０．７?０．８?０．９?１．０?０．２?０．３?０．４?０．５?０．６?０．７?０．８?０．９?１．０??Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｃ／Ｍｍ?Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｅ／Ｍｍ??圖４－２兩種Ｄｉｅｖａｒ試驗鋼的歐拉圖及尺寸統(tǒng)計??（ａ）Ｄｉｅｖａｒ鋼歐拉圖；（ｂ）Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼歐拉圖；??（ｃ）Ｄｉｅｖａｒ鋼亞晶尺寸分布；（ｄ）Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼亞晶尺寸分布??本小節(jié)利用ＥＢＳＤ對兩個系列的模具鋼亞晶晶粒做了表征和相關尺寸統(tǒng)??計，如圖４－２和４－３所示。從圖４－２（ａ）和（ｂ）可以看出，兩種Ｄｉｅｖａｒ鋼的回火??馬氏體板條結構清晰可見，原始奧氏體晶粒幾個不同取向的板條束組成，每??個板條束又包括若干板條塊。原始奧氏體晶界兩側的板條束取向差異比較明??顯，這是因為在淬火過程中，馬氏體板條優(yōu)先在原始奧氏體晶界形核繼而向??兩側生長，導致了取向性的差異。不同的是，ＤｉｅｖａｒｔＮ）鋼的馬氏體板條明顯??－２５－??

?微氮合金化熱作模具鋼強軔化機制及工藝調控探宄???細小，這證明原始奧氏體的晶粒較小且在回火過程中馬氏體板條的粗化程度??相對較少。圖４－２（ｃ）和（ｄ）是兩種鋼晶粒尺寸的詳細統(tǒng)計。從圖中可以看出，??Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼的尺寸在０．２ｎｍ的亞晶數(shù)量比例明顯高于Ｄｉｅｖａｒ鋼，Ｄｉｅｖａｒ（Ｎ）鋼??的亞晶平均晶粒尺寸僅為０．４１?ｐｍ，而Ｄｉｅｖａｒ鋼的亞晶平均晶粒尺寸為０．５３ｎｍ。??從圖４－３（ａ）和（ｂ）中更能清晰的看清８０３鋼的亞晶結構，兩種鋼均已看不??出明顯的板條馬氏體特征，晶粒趨向于等軸晶。因此可以判斷，兩種鋼的組??織在３６０°Ｃ回火后均己發(fā)生了再結晶，變成了回火索氏體。不同的是，兩種??鋼的晶粒尺寸差異較大，８Ｃｒ３（Ｎ）鋼的平均晶粒尺寸為０．４７ｎｍ，而對應的８Ｃｒ３??鋼的平均晶粒尺寸為〇．５９ｆｉｍ�？梢姡募尤雽Γ福茫颍充搧喚ЬЯ５募毣�??用極為明顯。??ｍｍ??０．６????０．４?（ｃ）?■Ｂ８Ｃｒ３?■?（ｄ）?■Ｂ８Ｃｒ３（Ｎ）??？＞〇?＾?＇?Ａｖｅｒａｇｅ?ｓｉｚｅ：０．５９｜ｉｍ?Ｏ．Ｓ?Ｖ?ｆ?Ａｖｅｒａｇｅ?ｓｉｚｅ：０．４７ｐｍ??Ｉ０３１??丨：：ＬＪ?ｖ?Ｉ??０．４?０．６?０．８?１?０?１－２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｃ／＾ｍ?Ｇｒａｉｎ?ｓｉｚｅ／ｆｉｍ??圖４－３兩種８０３試驗鋼歐拉圖及尺寸統(tǒng)計（ａ）８Ｃｒ３鋼歐拉圖；（ｂ）８Ｃｒ３（Ｎ）鋼歐拉圖；??（ｃ）８Ｃｒ３鋼亞晶尺寸分布；（ｄ）８Ｃｒ３（Ｎ）鋼亞晶尺寸分布??４．３．３碳化物??化學成分對模具鋼中碳化物的類型、

【參考文獻】：
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本文編號：2950225