工具钢和模具钢的显微组织观察.ppt

工具钢和模具钢的显微组织观察 实验目的 1.了解各种常用工具钢的显微组织特点; 2.掌握高速钢铸态、锻造退火、淬火及回火组织变化; 3.熟悉常用冷热模具钢的显微组织及热处理工艺; 4.了解工、模具钢常见的热处理组织缺陷。 1.工具钢 工具钢是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。 工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度和红硬性，以及高的耐磨性和适当的韧性。 工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢。 碳素工具钢： 按其含碳量的不同，分为共析钢、亚共析钢、过共析钢。 （1）亚共析碳素工具钢：含碳量0.65~0.74%，如T7钢，适用于制造切削软材料的工具和受冲击作用的工具。 （2）共析碳素工具钢：含碳量0.75~0.84%，如T8、T8Mn等，宜制静力或冲击作用不大形状简单的工具。如剪刀、冲头、木工工具和简单的模具等。 （3）过共析碳素工具钢：含碳量为0.85~1.3%，如T9~T12等，适用于制造要求硬度高、耐磨性好的切削工具。如手用丝锥、板牙、锉刀、刮刀及车刀等。 热处理工艺：锻造来改善碳化物的分布，球化退火消除锻造应力，同时为淬火做好组织上的准备，最终热处理为淬火+低温回火。 显微组织：细针状回火马氏体、分布均匀的细小碳化物及少量的残余奥氏体。 合金工具钢 加入合金元素Cr、Mn、Si、W、V等，其主要作用提高钢的淬透性，改善钢中碳化物的分布，从而改善力学性能，提高回火稳定性，细化晶粒等 （1）低合金工具钢：含碳量大于0.65%，合金元素总含量不大于2.5%，如9CrSi、9Mn2、CrWMn等。这些钢淬透性好，如热处理后具有较高的韧性，淬火变形小，回火稳定性不太高，适用于制造受冲击较大，形状复杂要求精度较高的刀具。 （2）高合金工具钢：含碳量大于1.5%，合金元素总量大于10%，如Cr12、Cr12MoV等。这种钢具有高的淬透性，淬火变形小，高的硬度及耐磨性。适用于制造要求精度高和耐磨性好的冷作模具。高速钢：是一种常用的合金工具钢，W18Cr4V，主要用来制造中、高速切削刀具，如车刀、铣刀、铰刀、拉刀、麻花钻等 （3）中碳中合金钢：含碳量为0.3～0.65%，合金元素总量为2.5～ 10% ，如3Cr2W8、5CrW2Si、5CrMnMo等。这种钢的淬透性及回火稳定性都很高，具有较好的韧性。 碳素工具钢 T7 正火 C: 0.65～0.75;Mn≤0.40;Si≤0.35;S≤0.030;P≤0.035 碳素工具钢 T8 正火 C: 0.75～0.84;Mn: ≤0.40;Si: ≤0.35;S: ≤0.030;P: ≤0.035 碳素工具钢 T10 球化退火 P球 C: 0.95～1.04;Mn: ≤0.40;Si: ≤0.35;S: ≤0.030;P: ≤0.035 低合金工具钢 9SiCr 870℃水淬 M+A’+K C: 0.85～0.95;Mn: 0.30～0.60; Si: 1.20～1.60;S: ≤0.030;P: ≤0.030;Cr:0.95~1.25 低合金工具钢 CrWMn 840℃淬 170~200 ℃回火 M回+K+K网 C:0.90~1.05;Si:≤0.40;Mn:0.80~1.10;Cr:0.90~1.20;W:1.20~1.60;S:≤0.03;P:≤0.03 低合金工具钢 GCr15 840℃淬+低温回火 M回+K 高速钢 W18Cr4V 铸态 Ld’+δ共析体（T）+M+A’ C:0.7~0.8;W:17.5~19;Cr:3.80~4.4;V:1.0~1.4; Si≤0.4; Mn≤0.4;Mo≤0.3 高速钢 W18Cr4V 锻造退火 S+K C:0.7~0.8;W:17.5~19;Cr:3.80~4.4;V:1.0~1.4; Si≤0.4; Mn≤0.4;Mo≤0.3 高速钢 W18Cr4V 淬火(一般为1270~1280 ℃) M+K+A’ 高速钢 W18Cr4V 淬火(一般为1270~1280 ℃) M+K+A’ 高速钢 W18Cr4V 淬火+ 560℃回火(需经2~3次回火) M回+K+A’少 2.模具钢 模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。 一般分为：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、塑胶模具钢等四大类 冷作模具钢 成分特点：高碳 受力特点：一般工作温度不高，主要承受高的压力和冲击力，金属之间有较强的摩擦力，要求具有高的硬度、耐磨性和一定的韧性。 冷作模具钢的选材可以分为以下四种情况 ： 1.工作时受力不大，形状简单，尺寸较小的冷变形模具，可用碳素工具钢制造如T8A、 T10A、T12A等。 2.工作受力不大，但形伏复杂，或尺寸较大的冷变形模具，可用高碳低合