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工具鋼低合金鋼號的分析
發(fā)布時間:2021-05-31 09:05:20
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    蘇州東锜公司自創(chuàng)立以來一直秉承“誠信、務實、高效、創(chuàng)新”的企業(yè)精神,將這一精神融入到企業(yè)的經營管理和工作實踐當中,并獲得了社會各界信任與尊重。我公司先后多次被評為“蘇州市鋼材營銷企業(yè)五十強”,“全國百強鋼材營銷企業(yè)”,被中國質量檢驗協(xié)會評為“全國質量服務誠信示范企業(yè)”及“全國行業(yè)質量示范企業(yè)”。

  

  

  sus630模具鋼

    工具鋼低合金鋼號的分析

  

    9SiCr

  

    9SiCr鋼含碳0.85% ~ 95%,硅1.20% ~ 0.60%,鉻0.95% ~ 1.25%。它屬于過共析鋼。

  

    9SiCr是一種用于低合金切削工具的鋼,但通常用于制造冷加工模具。這種鋼種更初是從蘇聯(lián)9XC引進的,過去被稱為9CrSi鋼。其組成和性能與9XC (г OCT)完全相同,在我國已使用了很長時間。國外同類鋼種在德國只有90CrSi5(DIN),在瑞典只有2092(SS),SR1855(UHB,博福斯)和DF-1(阿薩布)。其他沒有類似的鋼等級。

  

    由于硅和鉻的共同作用,9SiCr鋼具有很高的淬透性。油淬火的臨界直徑在25 ~ 43毫米之間。直徑為50 ~ 60毫米的工具可在硝酸鹽中淬火,直徑為70 ~ 80毫米的工具可在介質中淬火。

  

    硅是鋼中的非碳化物形成元素,因此鋼中的碳化物小、均勻、細小,適用于制造絲錐、模具、滾絲板和冷加工模具等切削工具,使用時不易斷裂。

  

    由于硅的作用,鋼具有脫碳敏感性。

  

    由于硅和鉻提高了鋼的臨界點,9SiCr鋼的正常淬火溫度為850~870℃,高于GCr15鋼和CrWMn鋼,淬火后硬度可達HRC63~65。

  

    由于硅和鉻的作用,鋼的回火穩(wěn)定性提高,在200℃回火后硬度仍能保持在HRC62左右。

  

    9SiCr鋼具有良好的淬透性,適合等溫淬火。例如,經900℃加熱,260~280℃保溫30分鐘后,可獲得體積分數(shù)約為35%的下貝氏體組織(其余為馬氏體、殘余奧氏體和殘余細小碳化物),硬度為HRC57~59,具有良好的強度和韌性,9SiCr使模具壽命比常規(guī)模具長3倍。

  

    此外,9SiCr鋼中碳化物的帶狀偏析和磨削sus630材質砂輪液相析出比GCr15和CrWMn鋼輕。

  

    CrWMn

  

    CrWMn鋼含碳0.9%~1.05%,鉻0.90% ~ 0.20%,鎢1.20%~1.60%,錳0.80%~1.10%。它屬于過共析鋼,過共析鋼度大于9SiCr。

  

    這種鋼是從蘇聯(lián)XB引進的,YB-1959也包括在標準中。它的應用歷史悠久,在中國應用廣泛。

  

    國外同類型的鋼種包括日本的31號鋼(JIS)、韓國的31號鋼(韓國)、德國的105號鋼(德國)和法國的105號鋼(法國)。美國O1是介于9CrWMn和CrWMn之間的鋼。O1鋼中鉻和鎢的含量低于鉻鎢合金,但它含有0.20%的釩,所以它的性能不如鉻鎢合金。

  

    CrWMn鋼的淬透性優(yōu)于GCr15和9SiCr,直徑為40~50mm的模具可在硝酸鹽中淬火。碳化鎢相對穩(wěn)定,淬火和加熱時難以溶解,阻礙晶粒生長,因此奧氏體晶粒細小。另外,由于錳的存在,淬火后殘余奧氏體較多,所以淬火變形小,通常稱為微變形鋼。鎢和鉻都是強碳化物形成元素,而錳是弱碳化物形成元素。此外,鋼的碳含量很高,鋼中有更多的碳化物。淬火和回火組織也有更多的殘余碳化物,高硬度和良好的耐磨性。然而,碳化物的不均勻性也很嚴重,難以避免大直徑鋼中心區(qū)域的二次網(wǎng)狀碳化物、碳化物帶狀偏析和液相析出。碳化物的帶狀偏析和液相析出比GCr15鋼和9SiCr鋼更嚴重,這通常是工具和模具脆性斷裂、碎裂和剝落的主要原因。

  

    由于CrWMn鋼中容易出現(xiàn)二次碳化物網(wǎng)絡,球化退火前應加入較高溫度(960~980℃)的正火工藝,正火冷卻速度應加快,以防止二次碳化物的再析出。

  

    CrWMn鋼的正常淬火溫度為830~840℃,可采用油淬火、熱油淬火、硝酸鹽分級或硝酸鹽等溫淬火。

  

    CrWMn鋼的回火穩(wěn)定性較高,在260℃以下回sus630怎么加工火時,硬度仍可大于HRC60。在250~300℃回火時,出現(xiàn)種回火脆性。

  

    CrWMn鋼具有良好的淬透性,是適合等溫淬火的低合金工具鋼之一。由于等溫淬火可以獲得更多的下貝氏體組織和更多的殘余奧氏體,淬火畸變很小。據(jù)文獻報道,當CrWMn鋼中下貝氏體的體積分數(shù)為50%左右時,其力學性能更好。CrWMn鋼的熔點約為250℃,等溫溫度可選擇在260℃-300℃之間(常用280℃),等溫時間小于1h。經常規(guī)淬火、回火和等溫淬火處理的樣品的力學性能對比見表2-18。從表中可以看出,含50%下貝氏體的等溫淬火工藝比常規(guī)淬火和回火工藝具有更好的強度和韌性。

  

    表2-18常規(guī)淬火回火工藝和常規(guī)淬火工藝處理樣品的性能比較

  

    熱處理工藝硬度HRC拉伸強度Rm/MPa屈服強度ReL/MPa靜態(tài)彎曲斷裂載荷/N撓度f/mm斷裂韌性KIc(Mpa/m3/2)

  

    在860℃加熱,油冷卻,在0250℃回火60.5 1887 1566 6321 0.165 19.3

  

    860℃加熱,260℃恒溫1h 60

  

    低于50%B 2021 1573 6752 0.172 20.8

  

    CrWMn鋼中容易形成碳化物偏析和二次碳化物,經常導致斷裂和邊緣塌陷。為了改善CrWMn鋼中碳化物的粒度和分布,減少甚至消除碳化物帶狀偏析和液相析出的不良影響,建議采用碳化物超細化工藝或雙細化工藝。

  

    9Mn2V

  

    9Mn2V含碳0.85%~0.95%,錳1.70%~2.00%,釩0.10%~0.25%。

  

    9Mn2V鋼是我國利用豐富的錳和釩資源開發(fā)的無鉻低合金工具鋼。

  

    同類型的國外鋼種有90Mn2V(國際標準組織)、美國O2(美國sus630鋼板鋼鐵協(xié)會)、歐洲共同體90Mn2V8(歐洲標準)、英國B02(英國標準)、法國90MnV8(法國標準)和德國90MnCrV8(德國標準)(這種鋼含0.20%~0.50%的鉻)。

  

    9Mn2V鋼適用于制造不能滿足碳素工具鋼要求的冷作模具和塑料模具。

  

    9Mn2V鋼含有1.70%~2.00質量%的錳,主要用于提高鋼的淬透性。加熱時,碳化錳(鐵、錳)3C易于溶解,晶粒易于長大,這增加了鋼的過熱敏感性。添加釩可以抑制晶粒生長,細小的VC顆粒可以有效細化晶粒,還可以抑制二次碳化物網(wǎng)絡的析出,這可以使大斷面模具中心的碳化物網(wǎng)絡一般小于二級。一般來說,碳化物含量低于CrWMn鋼,但碳化物粒度較大,耐磨性不如CrWMn鋼,但仍比T10鋼高6~7倍。鋼的碳化物不均勻性一般是好的,并且它是更容易鍛造和加工的工具鋼。錳有促進枝晶偏析的趨勢,有時軋后有骨架狀碳化物堆積,這是造成工具和模具開裂失效的內部因素,但發(fā)生的概率不是很高,所以應加強鋼材的質量檢驗。

  

    錳降低了鋼的Ms點,所以淬火后有更多的殘余奧氏體,尤其是CrWMn鋼。因此,淬火變形比CrWMn鋼小,但尺寸穩(wěn)定性比CrWMn鋼差。9Mn2V鋼的淬透性接近9SiCr鋼,但低于CrWMn鋼?;鼗鸱€(wěn)定性很差,幾乎類似于碳素工具鋼。

  

    9Mn2V鋼的球化退火通常采用等溫退火工藝,即在760~780℃下加熱,保溫2~4h,然后冷卻至680~700℃,等溫5~6h。退火后的硬度小于或等于HBS229。正常淬火溫度為780~820℃,低于之前引進的9SiCr和CrWMn,可采用油淬或硝酸鹽分段淬火。油淬的臨界直徑約為30毫米,與9SiCr鋼的臨界直徑相似。

  

    9Mn2V鋼回火穩(wěn)定性差,200℃回火后硬度可降至HRC60以下。因此,一般采用160~180℃回火,200~230℃回火時出現(xiàn)回火脆性。在250℃回火后sus630固溶處理要多少時間,硬度已降至約57。

  

    Cr2、9Cr2、Cr06

  

    ⑴Cr2鋼含0.95% ~ 1.10%的碳和1.30% ~ 1.65%的鉻。

  

    Cr2鋼是基于碳素工具鋼T0A,添加一定量的鉻。因此,鋼的淬透性得到提高,其硬度、耐磨性和接觸疲勞強度均高于碳素工具鋼。淬火變形小。這種鋼的成分與滾動軸承鋼GCr15相同,但Cr2是一種量具和切削工具鋼,而GCr15是一種軸承鋼,它有自己的特點,不能等同。此外,Cr2鋼的尺寸在淬火和回火過程中幾乎沒有變化。由于這些特性,Cr2鋼被廣泛用于測量工具,如樣品板、夾板、樣品套、量規(guī)、塊規(guī)、環(huán)規(guī)、螺紋塞規(guī)和樣品柱,也可用于制造冷加工模具,如拉絲模具和冷鐓模具。Cr2鋼也可用于用低速工具切割硬度較低的材料,也可用作冷軋輥的鋼。

  

    Cr2鋼球退火溫度為770~790℃,退火后硬度為HBS187~229。正火溫度為930~950℃,用于消除網(wǎng)狀碳化物。正常淬火溫度為830~850℃,硬度為HRC62~65。硝酸鹽分級淬火后的硬度約為HRC61。150~170℃回火后硬度為60~62,170~190℃回火后硬度為58~60。顯然,回火穩(wěn)定性不高。

  

   ?、?Cr2含0.80% ~ 0.95%的碳和1.30% ~ 1.70%的鉻。與Cr2鋼相比,含碳量降低了0.15%,韌性和碳化物不均勻性優(yōu)于Cr2鋼,淬透性幾乎與Cr2鋼相當。這種鋼主要用于制造冷軋輥。

  

    該鋼球的退火溫度為770~790℃,退火后硬度為HBS179~229。常用淬火溫度為820~850℃,油淬硬度為HRC62。回火溫度160~250℃,硬度62~68。

  

    ⑶Cr06鋼含碳1.30% ~ 1.45%,鉻0.50% ~ 0.70%。

  

    這種鋼含碳量高,鉻含量低。顯然,它含有大量過量的碳化物,而且材料易碎,耐磨性好,淬透性低,可用水淬火。

  

    Cr06鋼主要用于制造薄刃無沖擊切割工具,如剃須刀片和剃須刀片。

  

    Cr06鋼球的退火溫度為780~800℃,退火后的硬度為HBS241~187。水淬溫度780~800℃,硬度65~62,油淬溫度800~820℃,硬度65~62。普通回火溫度為180~200℃,硬度為HRC63~62。

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