工模具鋼的金相檢驗(yàn)上海材料研究所檢測(cè)中心上海市金屬材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站上海失效分析與安全評(píng)估中心巴發(fā)海1上海材料研究所內(nèi)容碳素工具鋼合金工具鋼刃具量具鋼模具鋼2上海材料研究所一、碳素工具鋼成分及牌號(hào)性能及用途組織及缺陷3上海材料研究所成分及牌號(hào)1.碳含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.7-1.3%之間2.T7，T8，T9…T13等4上海材料研究所硬度高，耐磨，可切削加工紅硬性差制作形狀簡(jiǎn)單，截面小，切削速度不高的工具，手工鋸條、銼刀、鉸刀、絲錐、板牙、鑿子及形狀簡(jiǎn)單的冷加工沖頭、拉絲模等。性能及用途5上海材料研究所組織1.原材料組織評(píng)定：片狀珠光體和網(wǎng)狀滲碳體原材料組織狀態(tài)：鍛造后退火態(tài)—片狀珠光體+網(wǎng)狀滲碳體組織要求：預(yù)處理→球狀退火GB/T1298-86合格級(jí)別（φ＜60mm）T7、T8、T9，1~5級(jí)，T10、T11、T12、T13，2~4級(jí)老標(biāo)準(zhǔn)：1～3級(jí)以細(xì)片狀珠光體，4～6級(jí)以小球狀或球狀珠光體，7～10級(jí)以粗片狀珠光體新標(biāo)準(zhǔn)：1～2級(jí)以細(xì)片狀珠光體，3級(jí)以小球狀或球狀珠光體，6級(jí)粗片狀珠光體網(wǎng)狀碳化物（GB/T1298-86第二級(jí)別圖，共分4級(jí)）Φ≤60mm2級(jí)60＜Φ≤100mm3級(jí)Φ＞100mm協(xié)議允許破碎網(wǎng)狀，不允許封閉網(wǎng)6上海材料研究所不正常的退火顯微組織脫碳層全脫碳層：全部為鐵素體組織，深度由試樣邊緣到出現(xiàn)珠光體或其他組織的部分。部分脫碳層：深度由全脫碳層的終端到心部組織出現(xiàn)為止脫碳層的總厚度：全脫碳層和部分脫碳層之和。7上海材料研究所脫碳熱軋、鍛造單邊總脫碳≤（0.25+10.5%D）冷拉D＜16mm1.5%DD＞16mm1.3%D高頻淬火1%D8上海材料研究所脫碳層全脫碳層：鐵素體部分脫碳層：（1）鐵素體及片狀珠光體；（2）片狀及球狀光體；未脫碳層：球狀珠光體9上海材料研究所10上海材料研究所不正正常常的的退退火火顯顯微微組組織織網(wǎng)狀狀碳碳化化物物：：冷冷卻卻過過程程中中，，二二次次碳碳化化物物沿沿晶晶界界析析出出而而成成網(wǎng)網(wǎng)狀狀石墨墨碳碳形成成原原因因：：1.退退火火溫溫度度過過高高；；2.保保溫溫時(shí)時(shí)間間過過長(zhǎng)長(zhǎng)；；3.冷冷卻卻緩緩慢慢；；4.多多次次退退火火特點(diǎn)點(diǎn)：：1.灰灰黑黑色色點(diǎn)點(diǎn)狀狀或或不不規(guī)規(guī)則則形形狀狀；；2.周周圍圍鐵鐵素素體體較較多多；；缺點(diǎn)點(diǎn)：：使使強(qiáng)強(qiáng)度度降降低低，，脆脆性性增增加加，，易易產(chǎn)產(chǎn)生生折折斷斷；；11上海材料研研究所12上海材料研研究所13上海材料研研究所不正常的淬淬火組織１１欠熱處理原因：淬火火溫度低，，或保溫時(shí)時(shí)間不足；；組織特點(diǎn)：：出現(xiàn)未轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變的細(xì)珠珠光體或極極細(xì)珠光體體（過去稱稱托氏體）），整體為為：馬氏體體+未溶珠珠光體+滲滲碳體；缺點(diǎn)：硬度度偏低，影影響耐磨性性，降低壽壽命改善：重新新熱處理淬淬火獲得正正常淬火組組織14上海材料研研究所15上海材料研研究所不正常的淬淬火組織２２過熱和過燒燒組織原因：淬火火溫度過高高；組織特點(diǎn)：：馬氏體針針葉粗大，，殘余奧氏氏體增多，，滲碳體顆顆粒減少；；過熱嚴(yán)重時(shí)時(shí)則為過燒燒：除馬氏氏體非常粗粗大外，還還會(huì)有晶界界燒熔現(xiàn)象象；缺點(diǎn)：降低低耐磨性、、切削性和和壽命，蹦蹦刃和斷裂裂；16上海材料研研究所淬火狀態(tài)：：橫截面上由由表及里：：馬氏體→→馬氏體+極細(xì)珠光光體→極細(xì)細(xì)珠光體→→細(xì)珠光體體→珠光體體馬氏體針長(zhǎng)長(zhǎng)：ZBJ36003-1987，一般以≤3級(jí)為合格格極細(xì)珠光體體：未淬硬硬區(qū)組織（（一般不允允許在刀具具表面上存存在）回火組織：：回火馬氏氏體+顆粒粒狀碳化物物低溫人工時(shí)時(shí)效和冷處處理的必要要性17上海材料研研究所二、合金工工具鋼合金工具鋼鋼的化學(xué)成成分合金工具鋼鋼的退火組組織及其評(píng)評(píng)定合金工具鋼鋼的淬火組組織及其評(píng)評(píng)定合金工具鋼鋼的回火組組織18上海材料研研究所合金工具鋼鋼合金工具鋼鋼的化學(xué)成成分(GB/T1299-2000)合金工具鋼鋼是在碳素素工具鋼的的基礎(chǔ)加入入一種或幾幾種合金元元素而成的的鋼。常加入元素素：Cr，Mn，Si，，W，V等等常用量刃具具鋼有：9SiCr，8MnSi，Cr06等等冷作模具鋼鋼：Cr12,Cr12MoV,9Mn2V,CrWMn熱作模具鋼鋼：5CrMnMo,5CrNiMo,3Cr2W8V耐沖擊鋼：：4CrW2Si,6CrW2Si19上海材料研研究所合金工具鋼鋼合金工具鋼鋼的退火組織及其評(píng)定(合金工具具鋼GB/T1299-2000)1.珠光體（1～6級(jí)））、網(wǎng)狀碳化物物（1～4級(jí)）和脫碳層的金相評(píng)定定和碳素工工具鋼基本本相同(細(xì)節(jié)并不完完全相同)。2.退火態(tài)必須須檢驗(yàn)共晶碳化物物不均勻度度（Cr12/6W6Mo5Cr4V等等）:GB/T1299-2000規(guī)定按照GB/T14979-1994第四評(píng)級(jí)級(jí)圖評(píng)定20上海材料研研究所GB/T14979-1994-第第四級(jí)別21上海材料研研究所22上海材料研研究所合金工具鋼鋼淬火組織及及其評(píng)定馬氏體多呈呈叢集狀，，不如碳素素工具鋼的的馬氏體針針葉清晰。淬、回火組組織及其評(píng)評(píng)定1）刃具和和量具———低溫回火火：回火馬馬氏體，細(xì)細(xì)小顆粒狀狀碳化物2）合金量具須須進(jìn)行冷處處理和低溫溫人工時(shí)效效，以減少殘余余奧氏體，，穩(wěn)定尺寸寸。23上海材料研研究所三、量、刃刃具鋼鉻鋼（Cr2）碳化化物顆粒均均勻，淬透透性好硅-鉻鋼（（9SiCr）回火火穩(wěn)定性好好鉻-鎢鋼加加入強(qiáng)碳化化物形成元元素，耐磨磨性提高鉻-鎢-錳錳鋼不變形形鋼，有碳碳化物液析析和碳化物物網(wǎng)狀24上海材料研研究所量、刃具鋼鋼２按GB/T1299-20009SiCr退火后珠光光體的級(jí)別別2~4級(jí)級(jí)Cr-W-Mn網(wǎng)狀碳化物物≮3級(jí)脫碳層熱軋、鍛造造退火≯≯0.25+1%D、、0.20+2%D冷拉≯1.5%D、2.0%DZBJ36003-1987各種量刃具具鋼M≯3.525上海材料研研究所四、模具鋼鋼的金相檢檢驗(yàn)冷作模具鋼鋼熱作模具鋼鋼塑料專用模模具鋼26上海材料研研究所冷作模具鋼鋼高的硬度，，強(qiáng)度，良良好的耐磨磨型和韌性性顯微組織特特點(diǎn)：1））有充分的的剩余碳化化物，且分分布均勻，，圓整，細(xì)細(xì)小。2））馬氏體均均勻，細(xì)小小。3）奧奧氏體晶粒粒均勻，細(xì)細(xì)小。分類：1））碳素工具鋼鋼；2）低低合金工模模具鋼；3）萊氏體鋼；；4）基基體鋼P(yáng)106金相檢驗(yàn)驗(yàn)項(xiàng)目P106-107：：共晶碳碳化物不不均勻度度（GB/T14979））；珠珠光體；；二次碳碳化物；；淬火組組織及晶晶粒度27上海材料料研究所所Cr12過燒＞＞1050℃（（1000-1050））28上海材料料研究所所例Cr12MoV檢驗(yàn)驗(yàn)實(shí)例試樣的顯顯微組織織為回火火馬氏體體、少量量殘余奧奧氏體以以及呈變變形網(wǎng)狀狀分布共共晶碳化化物，見見圖1，，2。共共晶碳化化物不均均勻度按按GB/T14979-1994標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中第第4級(jí)別別圖評(píng)定定約為4~5級(jí)級(jí)。29上海材料料研究所所30上海材料料研究所所試樣基體體組織為為細(xì)針狀狀回火馬馬氏體+殘余奧奧氏體+顆粒狀狀碳化物物，參照照GB/T14979-1994標(biāo)準(zhǔn)第第四套評(píng)評(píng)級(jí)圖進(jìn)進(jìn)行評(píng)定定，試樣樣碳化物物不均勻勻度評(píng)為為1級(jí)（（圖1）），按JB/T7713-2007標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，試樣樣碳化物物級(jí)別評(píng)評(píng)為1級(jí)級(jí)，馬氏氏體級(jí)別別評(píng)為2級(jí)（圖圖2）。。31上海材材料研研究所所例３32上海材材料研研究所所熱作模模具鋼鋼高的熱熱強(qiáng)性性，熱熱疲勞勞性和和韌性性于反復(fù)復(fù)急冷冷急熱熱工況況下工工作，，高達(dá)達(dá)700℃℃。含含碳量量一般般低于于冷作作模具鋼鋼。分類：：1）高韌性性熱作作模具具鋼：：5CrMnMo，，5CrNiMo等等2）高高熱強(qiáng)強(qiáng)性熱熱作模模具鋼鋼：3Cr2W8V，Y4，，Y10等等3）強(qiáng)強(qiáng)韌兼兼?zhèn)錈釤嶙髂Ｄ＞咪撲摚?Cr5MoSiV1（H13），，4Cr3Mo3等33上海材材料研研究所所金相檢檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：：GB/T18254-2002(高高碳鉻鉻軸承承鋼)ZJB36003-1987(工工具鋼鋼熱處處理檢檢驗(yàn))，GB/T1299-2000(合合金工工具鋼鋼技術(shù)術(shù)條件件)JB/T8420-2008熱熱作模模具鋼鋼顯微微組織織評(píng)級(jí)級(jí)原材料料帶狀狀，＜＜２級(jí)級(jí)退火組組織檢檢驗(yàn)：：點(diǎn)狀狀及細(xì)細(xì)粒狀狀珠光光體和和共晶晶碳化化物碳化物物檢驗(yàn)驗(yàn)（共共晶碳碳化物物，網(wǎng)網(wǎng)狀碳碳化物物，球球化質(zhì)質(zhì)量（（H11））等））淬、回回火組組織檢檢驗(yàn)，，一般般要求求馬氏氏體細(xì)細(xì)小，，針長(zhǎng)長(zhǎng)≤4級(jí)，，晶粒粒度細(xì)細(xì)于8級(jí)。。34上海材材料研研究所所例H13檢檢驗(yàn)實(shí)實(shí)例模具為為電渣渣精煉煉H13鍛鍛件，，鍛后后熱處處理工工藝為為1030±5℃氣氣淬或或油淬淬，530±±5℃℃2次次回火火，硬硬度HRC52-55。。模具具表面面進(jìn)行行了氮氮化處處理，，規(guī)定定氮化化后總總滲層層深度度≥0.15mm，，氮化化后表表面硬硬度900～1200HV。。氮化深度度約為0.66mm，，化合物物層厚度度約為0.09mm，，氮化層層疏松級(jí)級(jí)別為2級(jí)?；w顯微微組織為為細(xì)針馬馬氏體+殘余奧奧氏體。。根據(jù)熱熱作模具具鋼顯微微組織標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)JB/T8420-2008基體馬馬氏體評(píng)評(píng)定為3級(jí)35上海材料料研究所所36上海材料料研究所所H13典典型流程程鍛造→球球化退火火→粗加加工→去去應(yīng)力處處理（６６５０℃℃）→精精加工→→最終熱熱處理→→鉗修→→打光→→滲氮→→裝配可根據(jù)實(shí)實(shí)際需要要確定不不同的回回火溫度度回火充分分性判據(jù)據(jù)37上海材料料研究所所塑料專用用模具鋼鋼特點(diǎn)：形形狀復(fù)雜雜，尺寸寸精度和和表面粗粗糙度要要求均較較高（磨拋后要要求達(dá)到到晶面），材料料類型較較為特殊殊要求：精精煉、易易切削、、預(yù)硬和和時(shí)效硬硬化1）控制非金金屬夾雜雜物，2級(jí)以以下；2）硬度度要求不不高，調(diào)調(diào)質(zhì)40-45HRC之間；；3）加入入S，P，Se，Pb等元素素，增加加切削性性能38上海材料研究究所高速工具鋼的的檢驗(yàn)高速工具鋼的的分類及化學(xué)學(xué)成分高速工具鋼的的顯微組織39上海材料研究究所高速工具鋼的的分類及化學(xué)學(xué)成分高硬度，耐磨磨性和紅硬性性，同時(shí)具有有足夠的強(qiáng)度度和韌性。高速鋼長(zhǎng)期工工作于500-600℃℃，硬度仍可可保證在HRC60以上上，而碳素素工具鋼工作作于250-300℃℃時(shí)，硬度變變會(huì)明顯降低低，喪失其切切削性能。分類類：：1））W系系：：W18Cr4V，，1270-1300℃℃淬淬火火2））W-Mo系系：：W6Mo5Cr4V2，，1220-1240℃℃淬淬火火3）高碳高礬礬系：W6MoCr4V3，1220-1240℃淬淬火4）Co高速速鋼：W2Mo9Cr4VCo8，，HRC68-70，1170-1200℃℃淬火5）Al高速速鋼：W10Mo4Cr4V3Al，HRC68-70，1230-1260℃淬火Co和Al均均為非碳化物物形成元素，，絕大部分溶溶入固溶體中中，增加硬度度和紅硬性。。40上海材料研究究所高速工具鋼的的顯微組織退火組織索氏體和碳化化物。退火態(tài)一般要要進(jìn)行脫碳層層的測(cè)定。GB/T9943-2008(高高速工具鋼棒棒技術(shù)條件)共晶碳碳化物物不均均勻度度（帶帶狀和和網(wǎng)狀狀兩個(gè)個(gè)系列列1～～8級(jí)級(jí)）（（注意意取樣樣和熱熱處理理）脫碳層層41上海材材料研研究所所淬火、、回火火組織織淬火組組織：：馬氏體體+碳碳化物物+30%左右右的殘殘奧。?！R氏體體為隱隱針型型，浸浸蝕后后呈白白色。。淬火火晶粒粒度