专利名称：一种奥氏体热作模具钢及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种钢种及其制备方法，尤其涉及一种在高温服役工作状态下的热作模具钢及其制备方法。
背景技术：
热作模具钢是用于制造加热到再结晶温度以上的金属或液态金属成型的模具用钢。该类模具主要用于制造锤锻模、压力机锻模、热挤压模和压铸模，在工作中既受到较大冲击载荷的作用，又受到急冷急热或高温的作用，从而使模具的工作条件复杂化、恶劣化。模具在工作时与热金属接触，模腔表面会受热升温至300 400°C (热锻模)、500 SOO0C (热挤压模)。因此热作模具钢应具有足够的高温强度和硬度。
目前，国内外模具材料市场上应用最广泛的热作模具钢是马氏体钢，如3Cr2W8V (成分质量百分数为C O. 30 O. 40%，Si ^ O. 40 %, Mn ^ O. 40 %, Cr2. 20 2. 70%,W7. 50 9. 00, V0. 20 O. 50%，P < O. 030%，S < O. 030% )，其热处理工艺为淬回火型，其淬回火组织为回火马氏体+基体上分布的弥散的碳化物强化相，当温度达到700°C时，这种马氏体钢都会不可避免地发生回复软化，回火马氏体基体分解，碳化物聚集长大，基体软化，从而导致材料失效。传统的热作模具钢3Cr2W8V钢采用电炉炼钢、锻造成材、调质热处理(淬火+回火)的工艺，热处理工艺采用1050-1070°C淬火+550-570°C回火的工艺参数，其关键的热强性指标为700°C持续保温2. 5h后的洛氏硬度为HRC30 ;700°C持续保温5. Oh后的洛氏硬度为HRC25。该热作模具钢在高温下的持续服役会导致回火马氏体组织的分解和细小碳化物的聚集长大，从而导致材料晶界结合力的松懈，进而引起材料的最终失效，其结果是用该马氏体模具钢制造的热作模具在700°C的温度下使用时，使用寿命较短。为解决马氏体热作模具钢在700°C温度条件下性能的高温强度和硬度不足问题，我们开发了一种奥氏体热作模具钢，其主要机理在于该类钢不论在常温或是高温工作条件下，基体始终保持奥氏体状态，可避免产生马氏体钢的回复软化问题。公开号为CN1924069，
公开日为2007年3月7日，名称为“高热强性热作模具钢材料”的中国专利文献公开了一种高热强性热作模具钢。公开号为US 2010193089,
公开日为2010年8月5日的美国专利文献也公开了一种热作模具钢。上述两种热作模具钢的成分列于表I。表I.
权利要求
1.一种奥氏体热作模具钢，其特征在于，其各化学元素质量百分配比为 C 0.63 0.70%, Si 1.20 1.40%, Mn 12.5—15.0%, Cr 6.5-7.0%, Mo 1.0-3.0%, V 1.0-2.0%, 余量为Fe和其他不可避免的杂质。
2.如权利要求I所述的奥氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，包括下列步骤 (1)将原料熔炼后浇铸成钢锭，然后经过电渣重熔后再次凝固成钢锭； (2)加热将上述再次凝固成的钢锭加热至1210 1250°C后保温2 4小时； (3)锻造始锻温度为1080 1130°C，终锻温度彡9000C； (4)固溶热处理温度控制在1050°C 1220°C； (5)时效处理温度控制在650°C 780°C。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中将所述钢锭从500°C 600°C加热至1210 1250°C，升温速度为80°C /h 100°C /h。
全文摘要
本发明公开了一种奥氏体热作模具钢，其各化学元素的质量百分配比为C0.63～0.70％，Si1.20～1.40％，Mn12.5～15.0％，Cr6.5～7.0％，Mo1.0～3.0％，V1.0～2.0％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。相应地，本发明还公开了该奥氏体热作模具钢的制备方法。本发明所述的奥氏体热作模具钢较之传统的马氏体热作模具钢具有很好的高热强性。
文档编号C21D8/00GK102876996SQ201110197529
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者续维, 王庆亮, 吴晓春, 江浩 申请人:宝山钢铁股份有限公司