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更多實(shí)質(zhì)性問(wèn)題，請(qǐng)點(diǎn)擊右側(cè)咨詢窗口與客服在線溝通，或聯(lián)系我們的銷(xiāo)售代表。眾所周知，提高鋼中的碳含量會(huì)提高鋼的強(qiáng)度，從而影響鋼的熱性能。模具鋼另一方面，高溫強(qiáng)度、熱硬度和耐磨性會(huì)提高，但韌性會(huì)降低。學(xué)者們通過(guò)對(duì)比工具鋼產(chǎn)品手冊(cè)中各種H型鋼的性能，明確證明了這一觀點(diǎn)。一般認(rèn)為導(dǎo)致鋼的塑性和韌性降低的碳含量界限為0.4%。因此，要求人們?cè)阡摰暮辖鸹O(shè)計(jì)中遵循以下原則:在保持強(qiáng)度的前提下，盡可能降低鋼的含碳量。一些數(shù)據(jù)表明，當(dāng)鋼的抗拉強(qiáng)度超過(guò)1550MPa時(shí)， C含量應(yīng)為0.3%-0.4%。H13鋼的強(qiáng)度Rm為1，503.1 MPa(在46 HRC下)和1，937.5 MPa(在51 HRC下)。
要求較高強(qiáng)度的動(dòng)火作業(yè)模具鋼采用的方法是在H13鋼成分的基礎(chǔ)上增加Mo含量或碳含量，這將在后面討論。當(dāng)然，韌性和塑性略有下降是可以預(yù)期的。
工具鋼中的鉻一部分溶解到鋼中進(jìn)行固溶強(qiáng)化，另一部分與碳結(jié)合，根據(jù)鉻含量以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6的形式存在，從而影響鋼的性能。此外，還應(yīng)考慮合金元素的相互作用，如鋼中含Cr、Mo、v時(shí)，Cr>3%。[14]Cr可以阻止V4C3的形成，延緩Mo2C的共格沉淀。V4C3和Mo2C是提高鋼的高溫強(qiáng)度和耐回火性的強(qiáng)化相。[14]這種相互作用提高了鋼的耐熱變形性。
鉻溶解在鋼的奧氏體中以增加鋼的淬透性。像鉻一樣，鉻、錳、鉬、硅和鎳都是增加鋼的淬透性的合金元素。人們習(xí)慣用淬透性因子來(lái)表征它。一般來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)[15]只使用了Grossmann等人的數(shù)據(jù)，后來(lái)Moser和Legat[16h13 raw materials，22]的進(jìn)一步工作提出，由C含量和奧氏體晶粒尺寸決定的基本淬透性直徑Dic和由合金元素含量決定的淬透性因子(如圖3所示)可以用來(lái)計(jì)算合金鋼的理想臨界直徑Di。也可由下式近似計(jì)算:didic×2.21 Mn×1.40 si×2.13 Cr×3.275 mo×1.47 ni(1)(1)，其中所有合金元素均以質(zhì)量百分比表示。根據(jù)這個(gè)公式，人們對(duì)鉻、錳、鉬、硅、鎳元素對(duì)鋼淬透性的影響有了相當(dāng)清楚的半定量認(rèn)識(shí)。
鉻對(duì)鋼共析點(diǎn)的影響與錳相似。當(dāng)鉻含量約為5%時(shí)，共析點(diǎn)的C含量降至0.5%左右。此外，Si、W、Mo、V和Ti的加入顯著降低了共析點(diǎn)C的含量。為此，你可以知道:動(dòng)火作業(yè)模具鋼和高速鋼屬于過(guò)共析鋼。共晶C含量的減少將增加奧氏體化結(jié)構(gòu)和更終結(jié)構(gòu)h13原材料中合金碳化物的含量。
鋼中合金C化合物的行為與其自身的穩(wěn)定性有關(guān)。事實(shí)上，合金C化合物的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性與相應(yīng)C化合物形成元素的D電子層和S電子層的缺電子程度有關(guān)[17]。隨著缺電子的減少，金屬原子的半徑減小，碳和金屬元素的原子半徑比rc/rm增大，合金C化合物由間隙化合物變?yōu)殚g隙化合物，C化合物的穩(wěn)定性減弱，其對(duì)應(yīng)的熔化溫度和溶解溫度在降低，其生成自由能的值減小，相應(yīng)的硬度降低。面心立方晶格的VC碳化物穩(wěn)定性高，在℃左右開(kāi)始溶解，在1100℃以上開(kāi)始大量溶解(溶解結(jié)束溫度為1413℃)[17]；在100℃回火時(shí)析出，不易聚集長(zhǎng)大， 可用作鋼中的強(qiáng)化相。由中碳化物形成元素W和Mo形成的M2C和MC碳化物具有密集而簡(jiǎn)單的六方晶格，穩(wěn)定性差，同時(shí)還具有較高的硬度、熔點(diǎn)和溶解溫度，在℃溫度范圍內(nèi)仍可作為鋼的強(qiáng)化相。M23C6(如Cr23C6等。)具有復(fù)雜的立方晶格，穩(wěn)定性差，結(jié)合強(qiáng)度弱，熔點(diǎn)和溶解溫度低(1090℃時(shí)溶于A)，只有少數(shù)耐熱鋼經(jīng)綜合合金化后穩(wěn)定性高(如(CrFeMoW)23C6，可作為強(qiáng)化相。具有復(fù)雜六方結(jié)構(gòu)的M7C3(如Cr7C3、Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)其穩(wěn)定性更差。它和Fe3C碳化物一樣容易溶解和析出，且聚集生長(zhǎng)速率大，不能作為高溫強(qiáng)化相[17]。
從Fe-Cr-C三元相圖中我們很容易理解H13鋼中的合金碳化物相。根據(jù)Fe-Cr-C系在700℃[1820]和870℃[9]的三元等溫截面相圖，在0.4%C鋼中，隨著Cr含量的增加，會(huì)出現(xiàn)(FeCr)3C(M3C)和(CrFe)7C3(M7C3)合金碳化物。注意，在870℃的曲線圖上，M23C6僅在Cr含量大于11%時(shí)出現(xiàn)。另外，根據(jù)Fe-Cr-C三元系在5%Cr時(shí)的垂直截面，含0.40%C的鋼在退火狀態(tài)下是α相(約1%Cr溶液)和(CrFe)7C3合金C化合物。加熱到791℃以上，奧氏體A形成并進(jìn)入(α+A+M7C3)三相區(qū)，在795℃左右進(jìn)入(A+M7C3)兩相區(qū)。在970℃左右，(CrFe)7C3消失，進(jìn)入單相A區(qū)。當(dāng)基體包含C含量時(shí)<0.33%時(shí),在793℃左右才存在(M7C3+M23C6和A)的三相區(qū),在796℃進(jìn)入(A+M7C3)區(qū)(0.30%C時(shí))，以后一直保持到液相。鋼中殘留的M7C3有阻止A晶粒長(zhǎng)大的作用。Nilson提出，對(duì)1.5%C-13%Cr的成分合金，欠穩(wěn)定(CrFe)23C6不形成[20]。當(dāng)然,單以Fe-Cr-C三元系分析會(huì)有一些偏差,要考慮加入合金元素的影響。蘇州東锜精密模具材料有限公司是一家集模具鋼材銷(xiāo)售、配套機(jī)加工、熱處理、PVD涂層處理和產(chǎn)品失效分析服務(wù)為一體的公司。以中國(guó)制造2025為綱領(lǐng)，堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針。立足蘇州，走向全國(guó)。
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