模具材料热作模具.ppt

*****************************************************************第三节热作模具钢3、高耐热性钢典型钢种主要有：3Cr2W8V、4Cr3Mo3W2V，5Cr4Mo2W2VSi，5Cr4W5Mo2V。成分特点：碳含量在0.3％-0.5％之间，合金元素含量在8%-10%，属共析钢或过共析钢。主要有Cr、W、Mo、V、Si。第31页,共48页，星期六，2024年，5月*第三节热作模具钢3、高耐热性钢性能特点：耐热性好，即有较高的高温强度和高温硬度，可在600-700℃高温下使用。具有高耐磨性。但塑性韧性、抗冷热疲劳性能显著低于5%Cr的热模钢。淬透性好，小于150mm的模具空冷也能淬透，硬度高达55-62HRC，具有强烈的二次硬化、抗回火软化能力强、抗疲劳性好。第32页,共48页，星期六，2024年，5月*第三节热作模具钢高耐热韧性钢组织及工艺特点：（1）退火工艺及组织该钢种退火温度为840-880℃，退火组织为细颗粒珠光体+少量一次共晶碳化物。碳化物总的质量分数为10%-13%，主要为M6C型。含V高时，主要为MC型碳化物。退火硬度为207-255HBS，切削加工性稍差。第33页,共48页，星期六，2024年，5月*第三节热作模具钢（2）淬火回火工艺及组织：淬火温度为1050-1140℃，油淬后硬度为53-62HRC。该钢种淬透性高，可采用分级淬火。淬火组织为细晶马氏体+未熔碳化物（MoC、VC）+残余奥氏体。高耐热钢均为二次硬化钢，二次硬化最佳温度为500-560℃。所以回火温度一般为560-630℃，硬度达到48-56HRC。回火组织为回火马氏体、回火索氏体或回火托氏体。第34页,共48页，星期六，2024年，5月*第三节热作模具钢3Cr2W8V的性能特点：3Cr2W8V用于热作模具已有70年历史，至今仍广泛使用，是我国产量最大的模具钢之一。用于压铸模、热挤压模、精锻模、有色金属成型模等。钢中的碳和合金元素Cr、W、V的含量正好是高速钢W18Cr4V的一半，故称“半高速钢”。高的W、V提高钢的热稳定性和耐磨性；较低的含碳量可保证一定的热疲劳抗力及塑性和韧性；Cr增加了钢的淬透性，80mm以下可以淬透。因大量合金元素的作用，合金的共析点左移，属过共析钢，韧性较差。第35页,共48页，星期六，2024年，5月*第三节热作模具钢典型钢种的性能比较及应用：4Cr3Mo3W2V和3Cr2W8V的韧性、塑性较好，而强度、硬度偏低；5Cr4Mo2W2VSi，5Cr4W5Mo2V为基体钢，具有高速钢的高强度及低合金工具钢的韧性，相对于前两种钢，强度、硬度较高，而塑性、韧性偏低。这两种钢的回火抗力均高于3Cr2W8V，可在700℃高温下工作。这类钢适用于耐热性、耐磨性要求较高而韧性要求较低、形状不太复杂的模具，如压力机镦锻模、挤压机以及压铸模等。第36页,共48页，星期六，2024年，5月*第三节热作模具钢4、特殊用途热作模具钢(1)超高强度钢有40CrMo、40CrNi2Mo、30CrNiMnSiA等。性能特点：有很高的抗拉强度和足够的塑性、韧性。成分特点：中、低含碳量，低合金量（小于5%），主要靠特殊的冶炼工艺及后续热处理（回火时效、形变热处理、晶粒超细化处理）获得高强性和高韧性。应用：主要用于工作温度低于450℃，需要高强度和高韧性的模具零件。如热挤压用挤压筒、压力机锻模用模座、高速锤锻用模套、压板、顶杆。第37页,共48页，星期六，2024年，5月*第三节热作模具钢4、特殊用途热作模具钢(2)马氏体时效钢有18Ni（250），18Ni（300），18Ni（350）。18Ni（250）成分：Ni18，Co7.75，Mo5.0，Ti0.4，Al0.1。成分特点：超低碳量（小于0.03%)，高含镍、钴量（Ni大于10%，Co7%左右），以及一定量的Mo、Ti、Al。镍可使钢在高温下得到单相奥氏体，并在冷却到室温时转变为单相马氏体，而具有较高的塑性。钴能使钢的马氏体开始转变温度升高，避免形成大量残留奥氏体。第38页,共48页，星