9Mn2V缺陷組織和失效分析實例-帶狀組織 過熱過燒組織 裂紋形成原因分析

9Mn2V缺陷組織和失效分析實例
帶狀組織、過熱過燒組織
裂紋形成原因分析

9Mn2V缺陷組織和失效分析實例內容包括：9Mn2V帶狀組織、9Mn2V過熱組織、9Mn2V過燒組織以及9Mn2V裂紋形成原因分析等。
9Mn2V鋼是一種較為普及的冷沖模具鋼種，屬于Mn2系高碳低合金冷作模具鋼。9Mn2V鋼淬火變形小，韌性、淬透性偏低，具有強烈抑制過熱敏感性以及網狀碳化物的析出傾向，易于鍛造、退火，加工性能好。高壽命冷作模具建議選擇日本大同模具鋼DC53、瑞典一勝百模具鋼VIKING以及瑞典烏德霍姆工具鋼UDDEHOLM SLEIPNER、CALDIE、VANADIS 4 EXTRA等。以下是東莞弘超技術中心根據實際應用總結，結合模具失效實例，詳細介紹有關9Mn2V缺陷組織和失效分析等。

⒈9Mn2V鋼的帶狀組織：
一般來說，9Mn2V鋼中碳化物分布比較均勻，但目前市場上供應的鋼材質量參差不齊，下圖所示就是因碳化物帶狀偏析嚴重而早期脆斷失效的冷沖模組織，圖片中間有一條較寬的碳化物密集帶，帶中的碳化物顆粒比較粗，模具因碳化物帶狀偏析而引起的附加組織應力最終導致模具脆斷。圖片的兩側是細針馬氏體，偏析帶內是隱針板條馬氏體，因此圖片中間呈黑色背影，兩側呈灰色。

⒉9Mn2V鋼的過熱過燒組織：
在實際生產中，對9Mn2V鋼的過熱敏感性常常缺乏足夠的重視，因此工件屢屢過熱，下圖所示是磨床主軸的顯微組織，采用GCr15鋼的熱處理工藝，同時，考慮到工件直徑較粗，因此又適當提高了淬火加熱溫度，導致工件淬火開裂。從下圖中的組織估計淬火加熱溫度已達900℃以上，屬于嚴重過熱組織。

鹽浴爐爐溫失控，或工件接觸電極，會出現過燒組織，如下圖所示，其中馬氏體針粗長，馬氏體針上的微裂紋已清晰可見，晶粒呈六角形，晶界已氧化開裂，工件因嚴重過燒而報廢。

⒊9Mn2V鋼制主軸裂紋形成原因分析：
9Mn2V鋼常用來制造機床零件，例如磨床主軸等。其加工工序如下：
鍛造→球化退火→機械加工→淬火→回火→磨加工。有一批主軸在磨加工后發現裂紋，裂紋外觀不具備磨削裂紋的特征，裂紋剛勁，縱向延仲，應是淬火裂紋。因此，做原材料毛坯和工件失效檢查。主軸毛坯的縱向退火組織如下圖所示，有錳鋼特有的影骼狀碳化物偏析帶，因帶狀偏析比較嚴重，偏析帶及其兩側珠光體片未能球化。從開裂主軸的淬火回火組織中可見有影骼狀碳化物偏析帶仍存在，基體是回火馬氏體+殘留奧氏體+剩余碳化物，碳化物帶兩側的馬氏體針較粗。從組織上分析可以判斷：主軸開裂是由于原材料中存在比較嚴重的骨骼狀碳化物偏析帶，因此退火時片狀珠光體未能全部球化，淬火后該地區形成粗針馬氏體組織，產生較大的淬火應力，與組織不均勻引起的附加應力相疊加，最終使工件淬火開裂。采用雙細化工藝，可以改善碳化物的分布，防止開裂，提高工件使用壽命。

9Mn2V鋼的產品資料：【9Mn2V(國產O2)產品簡介】
9Mn2V鋼的綜合資訊：【9Mn2V-國產O2模具鋼】

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資料來源：東莞市弘超模具科技有限公司技術中心
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