更多材料及技術問題請聯系我們或咨詢在線客服。眾所周知,鋼中增加碳含量將提高鋼的強度,對熱作模具鋼而言,會使高溫強度、熱態硬度和耐磨損性提高,但會導致其韌度的降低。學者在工具鋼產品手冊文獻中將各類H型鋼的性能比較很明顯證明了這個觀點。通常認為導致鋼塑性和韌度降低的含碳量界限為0.4%。為此要求人們在鋼合金化設計時遵循下述原則:在保持強度前提下要盡可能降低鋼的含碳量,有資料已提出:在鋼抗拉強度達1550MPa以上時,含C量在0.3%-0.4%為宜。H13鋼的強度Rm,有文獻介紹為1503.1MPa(46HRC時)和1937.5MPa(51HRC時)。
對要求更高強度的熱作模具鋼,采用的方法是在H13鋼成分的基礎上提高Mo含量或提高含碳量,這將在后面還會論及,當然韌度和塑性的略為降低是可以預料的。
工具鋼中的鉻一部分溶入鋼中起固溶強化作用,另一部分與碳結合,按含鉻量高低以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6形式存在,從而來影響鋼的性能。另外還要考慮合金元素的交互作用影響,如當鋼中含鉻、鉬和釩時,Cr>3%[14]時,Cr能阻止V4C3的生成和推遲Mo2C的共格析出,V4C3和Mo2C是提高鋼材的高溫強度和抗回火性的強化相[14],這種交互作用提高該鋼耐熱變形性能。
鉻溶入鋼奧氏體中增加鋼的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni都與Cr一樣是增加鋼淬透性的合金元素。人們習慣用淬透性因子加以表征,一般國內現有資料[15]還只應用Grossmann等的資料,后來Moser和Legat[16,22]的更進一步工作提出由含C量和奧氏體晶粒度決定基本淬透性直徑Dic和合金元素含量確定的淬透性因子(示于圖3中)來計算合金鋼的理想臨界直徑Di,也可從下式作近似計算:DiDic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni(1)(1)式中各合金元素以質量百分數表示。由該式,人們對Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素影響鋼淬透性有相當明確的半定量了解。
Cr對鋼共析點的影響,它和Mn大致相似,在約5%的含鉻量時,共析點的含C量降到0.5%左右。另外Si﹑W﹑Mo﹑V﹑Ti的加入更顯著降低共析點含C量。為此可以知道:熱作模具鋼和高速鋼一樣屬于過共析鋼。共析含C量的降低,將增加奧氏體化后組織中和更后組織中的合金碳化物含量。
鋼中合金C化物的行為與其自身的穩定性有關h13鋼是中國什么名稱,實際上,合金C化物的結構、穩定性與相應C化物形成元素的d電子殼層和S電子殼層的電子欠缺程度相關[17]。隨著電子欠缺程度下降,金屬原子半徑隨之減小,碳和金屬元素的原子半徑比rc/rm增加,合金C化物由間隙相向間隙化合物變化,C化物的穩定性減弱,其相應熔化溫度和在A中溶解溫度降低,其生成自由能的值減小,相應的硬度值下降。具有面心立方點陣的VC碳化物,穩定性高,約在℃溫度開始溶解,在1100℃以上開始大量溶解(溶解終結溫度為1413℃)[17];它在℃回火過程中析出,不易聚集長大,能作為鋼中強化相。中等碳化物形成元素W、Mo形成的M2C和MC碳化物具有密排和簡單六方點陣,它們的穩定性較差些,亦具較高的硬度、熔點和溶解溫度,仍可作為在℃范圍使用鋼的強化相。M23C6(如Cr23C6等)具有復雜立方點陣,穩定性更差,結合強度較弱,熔點和溶解溫度較低(在1090℃溶入A中),只有在少數耐熱鋼中經綜合合金化后才有較高穩定性(如(CrFeMoW)23C6,可作為強化相。具有復雜六方結構的M7C3(如Cr7C3、Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)的穩定性更差,它和Fe3C類碳化物一樣很易溶解和析出,具有較大的聚集長大速度,一般不能作為高溫強化相[17]。
我們仍從Fe-Cr-C三元相圖可以簡便了解H13鋼中的合金碳化物相。按Fe-Cr-C系700℃[1820]和870℃[9]三元等溫截面的相圖,對含0.4%C鋼中,隨Cr量增加會出現(FeCr)3C(M3C)和(CrFe)7C3(M7C3)型合金碳化物。注意在870℃圖上,只有含Cr量大于11%才會出現M23C6)。另外根據Fe-Cr-C三元系在5%Cr時的垂直截面,對含0.40%C的鋼在退火狀態下為α相(約固溶1%Cr)和(CrFe)7C3合金C化物。當加熱至791℃以上形成奧氏體A和進入(α+A+M7C3)三相區,在795℃左右進入(A+M7C3)兩相區,約在970℃時,(CrFe)7C3消失,進入單相A區。當基體含C量<0.33%時,在793℃左右才存在(M7C3+M23C6和A)的三相區,在796℃進入(A+M7C3)區(0.30%C時),以后一直保持到液相。鋼中殘留的M7C3有阻止A晶粒長大的作用。Nilson提出,對1.5%C-13%Cr的成分合金,欠穩定(CrFe)23C6不形成[20]。當然,單以Fe-Cr-C三元系分析會有一些偏差,要考慮加入合金元素的影響。蘇州東锜公司在長期的經營過程中,與國內外多家鋼廠建立了長期的友好合作伙伴關系:日本日立金屬“日立HITACHI”特殊鋼,日本大同鋼材“大同DAIDO”特殊鋼,日本SUS系列不銹鋼,瑞典進口“進口瑞典”工具鋼,德國“撒斯特”特殊鋼,歐洲“進口進口”工具鋼,美國“芬可樂FINKL”特殊鋼及“ALCOA”鋁業,日本高周波“KOSHUHI”特殊鋼,德國“葛利茲”特殊鋼等國外知名工具鋼廠。同時和國內寶鋼鋼鐵有限公司、撫順新撫鋼有限責任公司、長城特鋼有限公司、舞陽鋼鐵有限公司長期代理合作。
本文部分內容來源于網絡,我們僅作為信息分享。本站僅提供信息存儲空間服務,不擁有所有權,不承擔相關法律責任。如發現本站有涉嫌抄襲侵權/違法違規的內容,請發送郵件至tokaits@163.com舉報,一經查實,本站將立刻刪除。