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模具生產(chǎn)水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個國家制造水平高低的重要標志，模具材料的質(zhì)量直接影響著模具的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟效益。國內(nèi)外冶金學(xué)者關(guān)于稀土在鋼中的應(yīng)用做了大量的研究，取得了顯著成果，并已經(jīng)成功地應(yīng)用在生產(chǎn)實際中。我國的稀土資源豐富，利用稀土復(fù)合變質(zhì)劑對模具鋼進行變質(zhì)處理以獲得力學(xué)性能的提高意義重大。
3Cr2W8V熱作模具鋼是常用的壓鑄模具鋼，有較高的強度和硬度、良好的耐冷熱疲勞性、較好的淬透性，但該模具鋼中富含碳化物形成元素，組織中普遍存在成分偏析及共晶碳化物數(shù)量偏多等缺陷，易產(chǎn)生應(yīng)力集中、裂紋萌生，直接導(dǎo)致模具壽命縮短甚至直接失效。因此只適用制作在高溫、高應(yīng)力下，不受沖擊載荷的凸模、凹模，如：壓鑄模、熱擠壓模、精鍛模和有色金屬成型模等。在強韌性配合方面還存在不足，以獲得高質(zhì)量的3Cr2W8V熱作模具鋼為目標，嘗試采用RE-A-B復(fù)合變質(zhì)處理的方法，以改變碳化物形態(tài)、強化晶界、增強基體等方式來提高其綜合力學(xué)性能。
RE-A-B復(fù)合變質(zhì)處理機理：3Cr2W8V在結(jié)晶過程中容易形成趨于網(wǎng)狀的碳化物，裂紋在此擴展迅速，嚴重割裂基體，而經(jīng)過RE-A-B復(fù)合變質(zhì)處理的試樣鋼中碳化物形態(tài)和分布都得以改善。主要有以下4個原因：
(a)增加激活能：稀土復(fù)合變質(zhì)劑增加奧氏體晶界遷移的激活能，使奧氏體枝晶細化，而晶粒的細化有利于碳化物的斷網(wǎng)和圓潤。
(b)阻礙擴散：稀土復(fù)合變質(zhì)劑富集在晶界上，填充了晶界空位，阻礙了碳原子的擴散，從而阻礙碳化物沿奧氏體晶界長大，使晶界處碳化物的數(shù)量明顯減少。
(c)成分過冷：碳化物生長過程中，稀土復(fù)合變質(zhì)劑在晶界處集中，產(chǎn)生成分過冷，促使形成離異共晶，使共晶碳化物離散。
(d)稀土元素的活性：稀土元素是活性元素，與非金屬元素有較強的親和力，具有很強的脫氧、脫硫能力，在3Cr2W8V鋼的冶煉過程中，稀土脫氧、脫硫形成的稀土氧、硫化物，一般比鋼液的要小，會隨著鋼液中的浮渣排除，從而降低鋼的氧含量和硫含量。
以上4個原因使3Cr2W8V鋼的組織中碳化物形態(tài)和分布得以改善，強化晶界，增強基體，促使力學(xué)性能得以提高。研究結(jié)果表明：
(1)RE-A-B復(fù)合變質(zhì)處理能改變碳化物的形態(tài)和分布，由原來的網(wǎng)狀趨于細小、鈍化、彌散狀，從而使3Cr2W8V熱作模具鋼的沖擊韌性有所提高，但硬度變化不大。
(2)RE-A-B復(fù)合變質(zhì)處理能細化3Cr2W8V熱作模具鋼的奧氏體枝晶，從而有利于碳化物的斷網(wǎng)和圓潤。
(3)RE-A-B復(fù)合變質(zhì)處理能有效去除3Cr2W8V熱作模具鋼中的S、P等雜質(zhì)，提高過冷度，使形核率增加，細化組織。
