淬火温度对30Cr13模具钢组织与耐蚀性的影响(2)

采用透射电子显微镜对淬火温度为１０３０℃的３０Ｃｒ１３模具钢中的碳化物进行观察和探讨，结果如图 ４所示。由图４可见：尺寸为１ μ ｍ 左右的未溶碳化物为具有面心立方晶体结构的 Ｍ ２３ Ｃ ６ 型共聚物，晶格常数为１．０６６ｎｍ ，与图１的Ｘ射线衍射分析结果基本一致；未溶Ｍ ２３ Ｃ ６ 碳化物中还可见挛晶结构 （ ａ ） 明场（ ｂ ） 暗场 （ ｃ ） 选区电子衍射 （ ｄ ） 衍射斑的标定图 ４１０３０℃淬火态３０Ｃｒ１３模具钢中 Ｍ ２３ Ｃ ６ 碳化物的 ＴＥＭ 形貌Ｆｉｇ．４ＴＥＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆＭ ２３ Ｃ ６ ｃａｒｂｉｄｅｓｉｎｑｕｅｎｃｈｅｄｄｉｅｓｔｅｅｌ３０Ｃｒ１３ａｔ１０３０℃（ ａ ） ｂｒｉｇｈｔｆｉｅｌｄ ；（ ｂ ） ｄａｒｋｆｉｅｌｄ ；（ ｃ ） ｓｅｌｅｃｔｅｄａｒｅａｅｌｅｃｔｒｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ；（ ｄ ） ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｓｐｏｔ的存在 ［６ ］ ，挛晶面为（１１１ ）晶面。２．２ 电化学性能测退火态和不同温度淬火态 ３０Ｃｒ１３ 模具钢的电化学阻抗谱，结果如图 ５ 所示。

由图 ５ 可以看出：退火态和淬火态３０Ｃｒ１３模具钢的 Ｎｙｑｕｉｓｔ图都为不闭合圆弧，而在 Ｂｏｄｅ图高频段出现了缓慢的辐角峰值，这主要是鉴于不同热处理状态的３０Ｃｒ１３模具钢在腐蚀系统中都存在容抗 ［７ ］ ；退火态 ３０Ｃｒ１３ 模具钢的热阻弧半径大于淬火态的，随着淬火温度的下降，淬火态 ３０Ｃｒ１３ 模具钢的阻抗弧半径有逐步减少的趋 势，且 辐 角 峰 值 逐 渐 提 高，这 说 明 淬 火 态３０Ｃｒ１３模具钢表面的粗化膜比退火态的保护性能更好 ［８ ］ ，且随着淬火温度的下降，马氏体型３０Ｃｒ１３模具钢表面更容易形成保护性钝化膜。 图６为退火态和不同温度淬火态３０Ｃｒ１３模具钢的动电位极化曲线，对极化曲线进行聚类，结果如表３所示。由图６中可见：在不同热处理态３０Ｃｒ１３模具钢动电位极化曲线的阳极段中发生了显著的钝化区，即随着阳极电位的减小电压强度基本维持不变；而当阳极电位下降至一定值时，电流密度呈现出急剧下降的态势，当电流密度超过１０－４ Ａ／ ｃｍ２时，３０Ｃｒ１３模具钢表面的粗化膜被击穿，此时测得的电位为被检测样的应力电位 ［９ ］ ；对于带有钝化特征的３０Ｃｒ１３模具钢而言，其动电位极化曲线中的 Ｔａｆｅｌ区范围较小，且不同热处理状态 ３０Ｃｒ１３ 模具钢的自腐蚀电位相差较小，因此不能仅从自腐蚀电位的大小来判断模具钢的耐蚀性 ［１０ ］ 。

由表３可知：退火态３０Ｃｒ １ ３模具 钢的 点 蚀电 位小 于０ｍＶ ，而 淬 火 态（ ａ ） Ｎｙｑｕｉｓｔ 图（ ｂ ）Ｂｏｄｅ图图５不同热处理态３０Ｃｒ１３模具钢的电化学阻抗谱Ｆｉｇ．５ＥＩＳｏｆｄｉｅｓｔｅｅｌ３０Ｃｒ１３ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔ － ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔａｔｅｓ ：（ ａ ） Ｎｙｑｕｉｓｔｐｌｏｔｓ ；（ ｂ ） Ｂｏｄｅｐｌｏｔｓ３０Ｃｒ１３模具钢的挠曲电位都小于１３０ｍＶ ，且随着淬火温度的下降，３０Ｃｒ１３模具钢的蠕变电位呈现逐步下降的态势，在淬火温度为 １１３０ ℃ 时超过最大值。结合电化学阻抗谱可知，淬火态３０Ｃｒ１３模具钢的表层钝化膜厚度小于退火态的，其对涂层保护性也优于退火态的，且随退火温度的下降，３０Ｃｒ１３模具钢的耐点腐蚀性能急剧增加。·２ ９ ２·邢 珂，等：淬火温度对３０Ｃｒ１３模具钢组织与耐蚀性的妨碍图６不同热处理态３０Ｃｒ１３模具钢的动电位极化曲线Ｆｉｇ．６Ｅｌｅｃｔｒｏｋｉｎｅｔｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｄｉｅｓｔｅｅｌ３０Ｃｒ１３ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔ － ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔａｔｅｓ表３不同热处理态３０Ｃｒ１３模具钢极化曲线的残差结果Ｔａｂ．３Ｆｉｔｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｄｉｅｓｔｅｅｌ３０Ｃｒ１３ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔ － ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔａｔｅｓ试样 腐蚀电位／ ｍＶ 点蚀电位／ ｍＶ退火态－２２７．４ －２９．６９８０℃ 淬火态 －２５０．６ １３３．３１０３０℃ 淬火态 －２１６．１ １４４．１１０８０℃ 淬火态 －２２５．６ １６２．１１１３０℃ 淬火态 －２１７．７ ３９１．１３ 结论（１ ）退火态３０Ｃｒ１３模具钢的硬度为２２．７ＨＲＣ ，远 小 于 淬 火 态 ３０Ｃｒ１３ 模 具 钢 的 硬 度 （ ５６．８～５９．１ＨＲＣ ）；退火态 ３０Ｃｒ１３ 模具钢的组织主要为铁素体，而淬火态３０Ｃｒ１３模具钢组织主要为马氏体并带有一定浓度的 γ － Ｆｅ 奥氏体。

（２ ）当 淬 火 温 度 为 ９８０ ， １０３０ ， １０８０ ℃ 时，３０Ｃｒ１３模具钢组织中依然有必定数量的碳化物，但是随着退火温度的下降，碳化物颗粒的总量逐步提高，且当淬火温度达到１１３０ ℃时碳化物颗粒基本晶粒于壳体中。（３ ）退火态３０Ｃｒ１３模具钢的阻抗弧半径大于淬火态的，且随着淬火温度的下降，淬火态３０Ｃｒ１３模具钢阻抗弧半径有逐步减少的态势，且辐角峰值逐步提升；退火态 ３０Ｃｒ１３ 模具钢的偏析电位小于０ｍＶ ，而淬火态 ３０Ｃｒ１３ 模具钢的偏析电位都小于１３０ｍＶ ，且随着淬火温度的下降，模具钢的偏析电位呈属热处理，２０１６ ， ４１ （ ７ ）： ９１ － ９４．［ ２ ］ 胡艺耀，周健，马党参．热处理对含铝１．２３６７热作模具钢组织转变的影响［ Ｊ ］ ．材料热处理学报，２０１６ ， ３７（ ４ ）：１８３ － １８９．［ ３ ］ 曹韩学，唐浩兴，贾从波．表面处理对制件钢耐蚀性能的影响［ Ｊ ］ ．金属热处理，２０１６ ， ４１ （ ７ ）： ６６ － ６９．［ ４ ］ 刘绍友，叶喜葱，陈实华．ＳＫＴ４模具钢的锻后热处理工艺［ Ｊ ］ ．金属热处理，２０１４ ， ３９ （ ４ ）： １２６ － １２８．［ ５ ］ ＢＩＥＳＴＯＶＤ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［ Ｍ ］ ． ［ Ｓ．ｌ． ］： ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ ，１９８３．［ ６ ］ 魏光清．热处理工艺对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ 模具钢显微组织和性能的影响［ Ｊ ］ ．热加工工艺，２０１６ ， ４５ （ １２ ）： １６４ － １６６．［ ７ ］ ＶＡＮＢＧ ， ＣＨＥＮＷ ， ＲＯＧＧＥＲ．ＴｈｅｒｏｌｅｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｉｎｎｅｕｔｒａｌｐＨｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇ ｏｆｐｉｐｅ －ｌｉｎｅｓｔｅｅｌｓｐａｒｔ１ ： ｐｉｔｔｉｎｇ ａｎｄｃｒａｃｋｉｎｇ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ［ Ｊ ］ ．ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ ， ２００７ ， ５５ （ １ ）： ２９ － ３２．［ ８ ］ 赵鹏翔，左秀荣，陈蕴博．热处理工艺对塑料模具钢Ｐ２０ 腐蚀 行 为 的 影 响 ［ Ｊ ］ ． 钢 铁 研 究 学 报， ２０１４ ， ２６（ １０ ）：７４ － ８１．［ ９ ］ ＰＡＲＫＪＹ ， ＰＡＲＫＹＳ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｈｅａｔ－ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒ －ｍａｔｉｏｎｏｆ１４Ｃｒ － ３Ｍｏｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ ［ Ｊ ］ ．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ： Ａ ， ２００７ ， ４４９ ／ ４５１ ：１１３１ － １１３４．［ １０ ］ ＸＵＥＨＢ ， ＣＨＥＮＧＹＦ．Ｐａｓｓｉｖｉｔｙ ａｎｄｐｉｔｔｉｎｇ ｃｏｒｒｏ －ｓｉｏｎｏｆＸ８０ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｉｎｃａｒｂｏｎａｔｅ ／ ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅｓｏ －ｌｕｔｉｏｎｓｔｕｄｉｅｄｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ［Ｊ ］ ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ，２０１０ ， １９ （ ９ ）：欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂欂１３１１ － １３１７．（上接第 ２７３页）［ ８ ］ ＣＨＥＮＡＮＡ ， ＲＡＭＹＡＳ ， ＧＥＯＲＧＥＲＰ ， ｅｔａｌ．Ｈｏｌ－ｌｏｗｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｚｉｒｃｏｎｉａｎａｎｏｃｏｎｔａｉｎｅｒｓｆｏｒｓｔｏｒｉｎｇ ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｌｅａｓｉｎｇ ｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ［Ｊ ］ ．Ｃｅｒａｍ －ｉｃｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ， ２０１４ ， ４０ ： １０４５７ － １０４６３．［ ９ ］ ＲＯＵＳＳＩＥ ， ＴＳＥＴＳＥＫＯＵＡ ， ＳＫＡＲＭＯＵＴＳＯＵＡ ， ｅｔａｌ．Ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｎａｎｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｙｂｒｉｄｏｒｇａｎｏ － ｓｉｌｉｃａｔｅｃｏａｔｉｎｇｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎ －ｈｉｂｉｔｏｒｓ ［ Ｊ ］ ．ＳｕｒｆａｃｅａｎｄＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， ２０１３ ，２３２ ： １３１ － １４１．［ １０ ］ 曲爱兰 ． 仿生自恢复防腐涂层的研究进展［ Ｊ ］ ． 涂料工业， ２０１２ ，４２ （ ４ ）： ７１ － ７５．［ １１ ］ 邢瑞英，张秋禹，秋实，等．反应性乙烯基硅油／聚脲甲醛自修复微胶囊的纯化［ Ｊ ］ ．材料导报， ２００９ ，２３（ ５ ）：８７ － ８９．·３ ９ ２·邢 珂，等：淬火温度对３０Ｃｒ１３模具钢组织与耐蚀性的影响

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