D0I:10.13374/i.i8sm1001t53.2010.11.011 第32卷第11期 北京科技大学学报 Vol 32 No 11 2010年11月 Journal of Un iversity of Science and Technology Beijing Nov 2010 高硅马氏体型热作模具钢回火转变的内耗研究 周青春吴晓春汪宏斌 上海大学材料科学与工程学院，上海200072 摘要研究了含硅量为1.%（质量分数）的高硅马氏体型热作模具钢(D川3)的内耗谱与显微结构之间的关系·实验用 SDH3钢采用1060℃保温30m血油冷淬火和不同回火工艺处理.试样的温度内耗谱(TDF)的测量在振动仪上进行，采用 自由衰减法，测量温度区间为室温至750℃.实验结果表明：SDH3钢的TDF谱线主要是Sok峰和KK峰这两种机制的内 耗峰；随着回火温度的升高，内耗峰峰高均逐渐降低，并且峰位也发生改变；当回火温度达到650℃时，内耗峰完全消失而只剩 下背景内耗：随着回火保温时间的延长，内耗峰峰高和峰位都发生变化，并从扩散控制再分配机理的角度对这些变化进行了 分析讨论 关键词模具钢；马氏体；内耗；硅 分类号TG142.1 I nternal friction study on high silicon m artensitic hot working die steel during tem pering transfom ation ZHOU Q ing "chun WU Xiao"chun WANG Hong bin School ofMaterials Science and Engineering Shanghai University Shanghai 200072 China ABSTRACT A relationship beteen intemal friction (IF)and m icmostnuctures of high silicon martensitic hot working die steel (SDH3 steel)which contains 1.5%silicon was researched The experin ental steel was annealed at 1060C for30m in quenched into oil and tempered at different temperatures The temperature dependence of intemal friction (TD IF)was measured w ith a vibratng"reed apparatus by free decay method within the tempemture range from roomn temperature to 750C.It is shown that wo types of relaxation IF peaks Snoek peak and SKK peak have been observed at TD IF curves of the steel The height of IF peaks drops and the peak posi tion shifts as the tempering temperature rises W hen the tempering temperature is above 650C.the IF peaks disappear completely and only backgmound IF can be observed As the tempering tie is prolonged both the peak height and peak position change and then these changes have been discussed on the basis of diffusion"controlled redistribution KEY WORDS die steel martensites intemal friction:silicon 马氏体钢的回火转变是一个复杂的过程，包括 转变过程变得更加复杂，回火转变过程中一个最显 碳偏聚、碳化物沉淀、残余奥氏体分解及马氏体结构 著的特征是C原子的微扩散行为，包括C原子向点 的回复和再结晶，因为这几个过程相互叠加并发生 阵缺陷偏聚，与CxMo和V等合金元素结合成碳化 在十分微小的温度范围内，所以对回火转变过程的 物沉淀等.借助TEM可以清楚地观察到不同回火 研究变得很困难，直到1956年透射电子显微镜 处理后的马氏体结构特征的变化以及合金碳化物的 (TEM)出现以后，对回火马氏体结构的认识才相对 形态变化，但是我们并不能直接地研究这个动态过 完整山，但是，回火的每一个过程都受合金元素的 程，尤其是回火过程中碳和合金元素的行为， 影响，所以合金钢，如含有Cr Ma S和V合金元素 本文采用内耗谱法研究了一种新型马氏体热作 的马氏体型热作模具钢，由于合金元素的影响，回火 模具钢(SDH3)的回火过程，在探究材料各种结 收稿日期：2009-12-29 基金项目：“十一五国家科技支撑计划资助项目(No2007BAE51B04):上海市重点学科建设资助项目(N。S30107) 作者简介：周青春(198-)男，博士研究生：吴晓春(196-)男，教授，博士生导师，Email xcw@sf任a edu cn第 32卷 第 11期 2010年 11月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．11 Ｎｏｖ．2010 高硅马氏体型热作模具钢回火转变的内耗研究 周青春 吴晓春 汪宏斌 上海大学材料科学与工程学院‚上海 200072 摘 要 研究了含硅量为 1∙5％ （质量分数 ）的高硅马氏体型热作模具钢 （ＳＤＨ3）的内耗谱与显微结构之间的关系．实验用 ＳＤＨ3钢采用 1060℃保温 30ｍｉｎ油冷淬火和不同回火工艺处理．试样的温度 －内耗谱 （ＴＤＩＦ）的测量在振动仪上进行‚采用 自由衰减法‚测量温度区间为室温至 750℃．实验结果表明：ＳＤＨ3钢的 ＴＤＩＦ谱线主要是 Ｓｎｏｅｋ峰和 ＳＫＫ峰这两种机制的内 耗峰；随着回火温度的升高‚内耗峰峰高均逐渐降低‚并且峰位也发生改变；当回火温度达到 650℃时‚内耗峰完全消失而只剩 下背景内耗；随着回火保温时间的延长‚内耗峰峰高和峰位都发生变化‚并从扩散控制再分配机理的角度对这些变化进行了 分析讨论． 关键词 模具钢；马氏体；内耗；硅 分类号 ＴＧ142∙1 Ｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｕｄｙｏｎｈｉｇｈｓｉｌｉｃｏｎｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃｈｏｔｗｏｒｋｉｎｇｄｉｅｓｔｅｅｌｄｕｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＺＨＯＵＱｉｎｇ-ｃｈｕｎ‚ＷＵＸｉａｏ-ｃｈｕｎ‚ＷＡＮＧＨｏｎｇ-ｂｉｎ ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ‚Ｓｈａｎｇｈａｉ200072‚Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ａｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎ （ＩＦ） ａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｈｉｇｈｓｉｌｉｃｏｎｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃｈｏｔｗｏｒｋｉｎｇｄｉｅｓｔｅｅｌ （ＳＤＨ3ｓｔｅｅｌ） ｗｈｉｃｈｃｏｎｔａｉｎｓ1∙5％ ｓｉｌｉｃｏｎｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｅｅｌｗａｓａｎｎｅａｌｅｄａｔ1060℃ ｆｏｒ30ｍｉｎ‚ｑｕｅｎｃｈｅｄｉｎｔｏ ｏｉｌａｎｄｔｅｍｐｅｒｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎ（ＴＤＩＦ） ｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈａｖｉｂｒａｔｉｎｇ-ｒｅｅｄ ａｐｐａｒａｔｕｓｂｙｆｒｅｅｄｅｃａｙｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｉｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｆｒｏｍｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏ750℃．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ＩＦｐｅａｋｓ‚ＳｎｏｅｋｐｅａｋａｎｄＳＫＫｐｅａｋ‚ｈａｖｅｂｅｅｎｏｂｓｅｒｖｅｄａｔＴＤＩＦｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌ．ＴｈｅｈｅｉｇｈｔｏｆＩＦｐｅａｋｓｄｒｏｐｓａｎｄｔｈｅｐｅａｋｐｏｓｉ- ｔｉｏｎｓｈｉｆｔｓａｓｔｈｅｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓａｂｏｖｅ650℃‚ｔｈｅＩＦｐｅａｋｓｄｉｓａｐｐｅａｒｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙａｎｄ ｏｎｌｙｂａｃｋｇｒｏｕｎｄＩＦｃａｎｂｅｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ａｓｔｈｅｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｉｍｅｉｓｐｒｏｌｏｎｇｅｄ‚ｂｏｔｈｔｈｅｐｅａｋｈｅｉｇｈｔａｎｄｐｅａｋｐｏｓｉｔｉｏｎｃｈａｎｇｅ‚ａｎｄｔｈｅｎ ｔｈｅｓｅｃｈａｎｇｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｄｉｆｆｕｓｉｏｎ-ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｄｉｅｓｔｅｅｌ；ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ；ｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎ；ｓｉｌｉｃｏｎ 收稿日期：2009－12－29 基金项目：“十一五 ”国家科技支撑计划资助项目 （Ｎｏ．2007ＢＡＥ51Ｂ04）；上海市重点学科建设资助项目 （Ｎｏ．Ｓ30107） 作者简介：周青春 （1981－ ）‚男‚博士研究生；吴晓春 （1961－ ）‚男‚教授‚博士生导师‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｘｃｗｕ＠ｓｔａｆｆ．ｓｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 马氏体钢的回火转变是一个复杂的过程‚包括 碳偏聚、碳化物沉淀、残余奥氏体分解及马氏体结构 的回复和再结晶．因为这几个过程相互叠加并发生 在十分微小的温度范围内‚所以对回火转变过程的 研究变得很困难‚直到 1956年透射电子显微镜 （ＴＥＭ）出现以后‚对回火马氏体结构的认识才相对 完整 ［1］．但是‚回火的每一个过程都受合金元素的 影响‚所以合金钢‚如含有 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｉ和 Ｖ合金元素 的马氏体型热作模具钢‚由于合金元素的影响‚回火 转变过程变得更加复杂．回火转变过程中一个最显 著的特征是 Ｃ原子的微扩散行为‚包括 Ｃ原子向点 阵缺陷偏聚‚与 Ｃｒ、Ｍｏ和 Ｖ等合金元素结合成碳化 物沉淀等．借助 ＴＥＭ可以清楚地观察到不同回火 处理后的马氏体结构特征的变化以及合金碳化物的 形态变化‚但是我们并不能直接地研究这个动态过 程‚尤其是回火过程中碳和合金元素的行为． 本文采用内耗谱法研究了一种新型马氏体热作 模具钢 （ＳＤＨ3） ［2］的回火过程．在探究材料各种结 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2010．11．011