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《沈阳工业大学》 2017年
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Cr12MoV汽车冲压模具钢的激光淬火工艺及摩擦磨损机理研究

吴一弘  
【摘要】:Cr12MoV钢因其较高的硬度、强度、耐磨性以及热处理变形小的特点,广泛应用于汽车冲压模具的制造,激光表面淬火能够快速有效的提高Cr12MoV汽车冲压模具钢的表面性能。对于这种实际应用表现突出的模具钢,外界更关注于其性能方面,对Cr12MoV钢激光淬火的微观组织强化机理以及摩擦磨损机理没有进行深入探讨,然而决定材料性能的正是微观组织。因此,本课题采用激光淬火工艺对Cr12MoV汽车冲压模具钢进行表面强化,提高表面硬度及摩擦磨损性能,并进一步分析其摩擦磨损机理。采用FL-Dlight-1500半导体激光器对Cr12MoV钢进行激光表面淬火,工艺参数为激光功率1500W、扫描速度10mm/s、离焦量47mm,淬火层深度达到0.93mm,表面硬度达到60.1HRC,共晶碳化物不均匀度降低,满足使用要求。通过光镜、扫描电镜、透射电镜、XRD对显微组织的分析,Cr12MoV钢激光表面淬火性能提升的主要原因为形成了微观亚结构为孪晶的马氏体相变。通过建立形核模型计算对比,确定析出的二次碳化物(Fe_(2.5)Cr_(4.3)Mo_(0.1))C_3依附于位错形核弥散分布与Cr的固溶形成的(Fe,Cr)固溶体,都对Cr12MoV激光淬火后基体起到了强化的作用。对激光淬火后Cr12MoV钢进行模拟实际生产的摩擦磨损实验,磨损率仅为0.36%,摩擦系数为0.5272,磨痕宽度5.1μm,磨痕深度1.7μm。通过改变激光功率的大小,对不同功率密度下的Cr12MoV钢进行相成分分析,结合表面磨损形貌,确定Cr12MoV钢激光淬火摩擦磨损形式以磨粒磨损为主,在空气中发生氧化磨损,同时伴随少量的剥落现象。随着二次碳化物(Fe_(2.5)Cr_(4.3)Mo_(0.1))C_3的弥散强化,克服了由于表面硬度过低引起的粘着磨损机制;共晶碳化物(Fe,Cr)_7C_3的部分溶解一定程度上降低了磨粒磨损,而耐磨孪晶马氏体的相变与碳化物之间形成了相互保护相互支撑的作用,克服了激光淬火Cr12MoV钢的磨粒磨损以及剥落现象。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG161

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【参考文献】
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