20CrNiMo合结钢

　　金属材料20CrNiMo合结钢领域。

　　用于冷作模具的普通20CrNiMo合结钢有数百个钢号，其热处理(淬火加低温回火) 后的组织为马氏体加少量残余奥氏体，淬火晶粒度一般为6-8级，热处理后硬 度为HRC58-62，冲击韧性在25J以下。经适当热处理后的普通20CrNiMo合结钢可广泛 用于各种冷作模具，但其冲击韧性和断裂韧性低，无法满足一些工作状态较为恶 劣的冷作模具的要求。

　　目的是：通过适当微合金化，提供一种经普通热处理工艺后既保持 普通20CrNiMo合结钢高硬度，又具有高韧性的微合金化高韧性冷作模具钢，使其制作 的冷作模具在使用过程中不易发生脆性断裂，提高其使用寿命和生产安全性。

　　本发明的技术方案是：微合金化高韧性冷作模具钢，其殊之处在于化学成份 为：C0.5-0.9%，Mo0.5-1.5%，Si0.5-1.4%，Mo0.1-0.5%，V0.1-0.5%， Nb0.008-0.2%，Ti0.01-0.1%，S≤0.035%，P≤0.035%，余量为Fe。

　　采用普通20CrNiMo合结钢的冶炼轧制生产工艺流程：10吨电弧炉熔炼→ 加入合金元素(1530-1570℃)→钢包吹氩脱气并进行微钛处理(1480-1520℃) →铸锭→均热(1200-1250℃)→开坯→均热(1200-1250℃)→轧材(开轧 1200℃，终轧>900℃)→检验入库。

　　20CrNiMo合结钢的热处理工艺采用普通20CrNiMo合结钢的热处理工艺：860-900℃ 加热→淬入冷却油→180-250℃回火。

　　采用了适当的合金成份，使其热处理后的金相组织为马氏体加少 量残余奥氏体，奥氏体晶粒度为ASTM No9-12级，马氏体亚结构为位错加少量 孪晶，在淬火、回火过程乃致使用过程中有足够体积分数的尺寸在1-20nm的微细 第二相粒子沉淀析出，从而使其热处理后的硬度达到HRC58-62的同时具有大于 30J的冲击韧性，使其制作的冷作模具钢在使用过程中不易发生脆性断裂，使其 使用寿命和生产安全性大大提高。经测定，热处理后的力学性能为：σs≥ 1500MPa，σb≥1700MPa，δ≥6%，ψ≥25%，Akv>30J;经端淬试验，50%马氏体 区距水冷端大于21mm。