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　　摘要利用金相显微镜、扫描电子显微镜、硬度计和冲击试验机观察并测试了淬火+深冷处理+回火处理（简称“深冷处理”）后SKD11钢的显微组织、硬度和冲击性能，利用MLD-10型动载荷磨损试验机测试了该工艺下SKD11钢的冲击磨料磨损性能，并对冲击磨料磨损的机理进行了分析。研究结果表明：深冷处理后SKD11钢的组织由隐晶马氏体、残余奥氏体和不同种类的碳化物组成，碳化物包括共晶碳化物、未熔碳化物和点状碳化物。深冷处理SKD11钢的硬度为59.2HRC，无缺口试样的冲击功约为16J。在冲击磨料磨损试验中，深冷处理的SKD11钢磨损量随磨损时间近似呈线性增加，在所研究的磨损时间内，深冷处理后SKD11钢前期的磨损机理主要为微观切削磨损和多次塑性变形磨损，后期的磨损机理主要为应变疲劳磨损。关键词SKD11钢；深冷处理；显微组织；冲击韧性；冲击磨料磨损磨损、断裂和塑性变形是模具失效的3种主要形式，其中磨损在模具失效中所占的比例更大[1]，而在磨损过程中磨粒磨损是更常见的磨损形式，冲击磨料磨损是磨粒磨损中的一种特殊形式，冲击磨料磨损过程中既存在冲锤的冲击作用，又存在磨粒的磨损作用，为了提高模具钢的抗冲击磨料磨损性能，从模具零件表面改性[2]、成分调整[3]、热处理工艺改进[4]等方面进行了探索，研究表明采用深冷处理可以提高模具钢的耐磨性[5]。以重载场合中常用的SKD11钢为研究对象，分析深冷处理工艺SKD11钢的组织与其冲击磨料磨损性能之间的关系，并探索SKD11钢在冲击磨料磨损工况下的磨损机理供应skd11冲压模，为SKD11钢的实际使用提供依据。试验使用的SKD11钢化学成分如表1所示，其原板材尺寸为220mm×60mm×10mm，试验前对原试样进行淬火+深冷处理+回火处理（简称“深冷处理”），其热处理工艺为：先将试样放入ZKL-06010型双室油气淬真空炉中进行真空处理，真空度为2.5Pa，在℃预热1h，再加热至1010℃后保温1h，油淬后立即放入温度为-80-70℃的SL-600型深冷罐中，保持4h后取出试样使其自然冷却到室温，再进行200℃的回火处理[6]。表1SKD11钢的化学成分(质量分数)

　　图3深冷处理的SKD11钢中碳化物能谱

　　表2深冷处理试样碳化物能谱分析（EDS）结果

　　表3所示为SKD11钢深冷处理后冲击断裂时3个试样所测得的冲击功，从平均值可以看出，深冷处理后SKD11钢断裂时的冲击吸收功较低，这是因为SKD11钢中马氏体基体及周围的碳化物颗粒过多供应skd11冲压模，使晶粒内部和晶界应力的平衡受到影响，降低了SKD11钢在冲击过程中所吸收的能量。为进一步分析SKD11钢试样在深冷处理后的断裂机理，对其进行了SEM断口形貌观察，从图4断口形貌可以看出，断面上存在较大面积且大小不等的解理面，解理面呈小型凹盆状分布，而撕裂棱和韧窝所占比例小，因此可以确定SKD11钢的冲击断裂形式为准解理断裂。表3深冷处理后SKD11钢的冲击功(J)

　　图6SKD11钢深冷处理后冲击磨料磨损4h的磨损面SEM形貌

　　图7SKD11钢深冷处理后冲击磨料磨损8h的磨损面SEM形貌

　　2.郭岩,叶智,徐勃,等.4Cr5MoSiV1钢表面镍基和铁基激光熔覆层的组织结构与耐冲击磨料磨损行为[J].材料保护,2019,52(9):144-149.

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　　4.周浩.高铬铸铁的热处理工艺及其冲击磨料磨损研究[D].长沙:湖南大学,2014:38-39.

　　5.曹光明.提高Cr12MoV钢冷作模具寿命的措施[J].模具工业,2004供应skd11冲压模,30(10):53-57.

　　6.刘长华,孙国栋,熊略,等.热处理工艺对SKD11钢冲击磨损性能和磨损机理的影响[J].钢铁研究学报,2018,30(3):40-46.

　　7.李玲,蔡著文,黄苏起,等.预处理工艺对Cr3型压铸模具钢组织性能的影响[J].模具工业,2019,45(12):47-51.

　　8.刘家俊.材料磨损原理及其耐磨性[M].北京:清华大学出版社,1993:125-130.

　　9.温诗铸.摩擦学原理[M].北京:清华大学出版社,1990:221-222.

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　　▍原文作者：陈婷刘长华孙国栋韩洺波高朋

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