热处理工艺对塑料模具钢P20腐蚀行为的影响

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近年来，塑料制品在工业及人们日常生活中得到了越来越广泛的应用，这促进了中国模具工业的迅速发展。目前，中国的塑料模具在整个模具工业总产值中已占据首要位置。塑料模具对模具钢的需求量不断增加，塑料模具钢P20（3Cr2Mo）作为当前国内外应用最广泛的塑料模具钢，具有优异的耐磨性、可抛光性、切削加工性及导热性。而塑料模具在200～300℃会被注入软化的塑料，这些物质所释放出的含有氯、氟及其化合物的腐蚀气体会对模具型腔产生一定的腐蚀作用。为此，研究人员对P20钢耐蚀性进行了进一步的研究，通过电化学测试、失重试验、中性盐雾试验、浸泡试验研究了不同热处理工艺处理的P20钢在0.5mol/L的NaCl溶液中的耐蚀性，通过SEM、EDS、XRD、金相显微镜对腐蚀形貌进行观察及分析，并探究P20钢的腐蚀机制，从而找到一种既满足力学性能要求又具有良好耐蚀性的P20钢热处理工艺。

试验材料为热轧P20钢，其化学成分见表1。表2所示热处理工艺，得到不同的微观组织。
表1  P20钢的化学成分（质量分数，%）

C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Fe
0.36	0.50	0.87	0.011	0.001	1.64	0.37	余量

表2 P20钢的热处理工艺

组织类型	热处理工艺
贝氏体/马氏体	860℃空冷
回火贝氏体/马氏体	860℃空冷+450℃回火
铁素体/马氏体	785℃油冷
回火铁素体/马氏体	785℃油冷+450℃回火
马氏体	860℃油冷
回火马氏体	860℃油冷+620℃回火

研究结果表明:
（1）860℃空冷得到的贝氏体/马氏体双相组织和860℃油冷得到的单相马氏体组织的耐蚀性优于785℃油冷得到的铁素体/马氏体双相组织。
（2）组织为贝氏体/马氏体及马氏体的试样分别经过450℃和620℃回火后，马氏体和贝氏体发生分解，碳化物大量析出，自腐蚀电流密度较大，耐蚀性下降。
（3）经电化学试验后，试样表面腐蚀产物分为两层，外层较为疏松，主要成份FeOOH，内层较为致密，主要为Fe3O4，阳极反应为铁的溶解，阴极反应为析氢反应。 （4）P20钢在0.5mol/L的NaCl溶液中的点蚀以夹杂物为中心，周围基体被不断腐蚀，腐蚀时间越长，点蚀程度越严重。