热作模具钢之5CrNiMo篇().docx
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1、热作模具钢之5CrNiMo篇包幽红是20世纪30年代初应用的热作模具钢,至今仍有较广泛的应用。该钢以良好的综合力学性能和良好的淬透性而著称,具有良好的塑性、韧性、尺寸效应不敏感。该钢的缺乏之处是工作温度稍低,锻坯中易产生白点。热作模具钢:5CrNiMO临界点:Acl730、Ac3780和MS230。标准:GB/T1299-1985对应美国:L6(AISI),日本SKT4(JIS)日本GFA(大同)日本DM(日立),德国1.2713(W-Nr)。法国55NiCrMOV7(NF)一、化学成分表一、5CrNiMo钢的化学成分(GB/T12992000)w%CSiMnCrNiMoSP0.5020.50
2、0.501.400.150.600.350.800.801.800.300.0300.030二、特性1、5CrNiMo钢中碳含量保持在0.40%0.60%,可获得较高的强度与耐热疲劳强、一定的硬度与耐磨性、良好的韧性与导热性。2、5CrNiMo钢中参加Cr、Ni、Mo元素主要是提高钢的淬透性,尤其是共同作用时,淬透性提高悬殊。如30Omm*30Omm*40Omm*的模具即可淬透。同时三元素固溶于铁表体中起固溶强化作用。3、5CrNiMo钢中除Ni外,Cr、Mo元素还可固溶于Fe3C中形成(Fe、CrMo)3C,改善其硬度,提高钢的耐磨性。Ni元素还可强烈的改善钢的韧性与耐热疲劳性。4、5CrN
3、iMo钢中的Mo元素可减少回火脆性和细化晶粒。5、Cr.M。元素共同作用显著提高钢的回火稳定性。6、Cr.Ni元素的共同作用使刚产生抗氧化物和耐蚀性。7、5CrNiM。钢淬火时,Cr.Ni、MO三元素固溶于奥氏体中,提高钢的淬透性。淬火后三元素固溶于基体组织中,固溶强化基体组织和提高基体组织的回火稳定性。回火时除Ni元素仍存在于基体组织中外,Cr,M。元素以(FeCrMO)3C碳化物析出。由于碳化物的析出及聚集需较高的回火温度和较长的时间,这就形成了钢的热稳定性或耐磨性。析出的(FeCrMoJ3C碳化物与淬火时未溶的少量Mo元素的碳化物,再加强任性俱佳的基体组织,相互作用共同合作使钢在一定温度
4、产生和保持一定强度、硬度、与耐磨性。8、5CrNiMo钢淬火时未溶的少量Mo元素的碳化物,阻止了奥氏体的长大,起到细化晶粒作用,使刚产生良好强度与韧性。三、工作条件1、模腔表层金属受热通常锤锻模5CrNiM。钢工作时,其模腔外表温度可达300400C以上。压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。为此.对热模具钢5CrNiM。的根本使用性能要求是热塑变抵抗力高,包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力,实际上反映了钢的高回火稳定性。2、模腔表层金属产生热疲劳(龟裂)热模5CrNiM。钢的工作特点是具有间歇性.每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的外表。因此.热模的工作状态是反复
5、受热和冷却,从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩,即反复承受拉压应力作用,其结果引起模腔外表出现龟裂,称为热疲劳现象。由此,对热模具5CrNiM。钢提出了第二个根本使用性能要求.即具有高的热疲劳抵抗力。四、热加工5CrNiM。钢具有良好的韧性、强度和高耐磨性。它在室温和500600C时的力学性能几乎相同。在加热到500C时,仍能保持住HB300左右的硬度。由于钢中含有相,因而对回火脆性并不敏感。从60(C缓慢冷却下来以后,冲击韧性仅稍有降低。表二、5CrNiMo钢的热加工工艺工程加热温度/开始温度/终止温度/冷却钢锭1140-118011001150880-800缓冷(坑或砂冷)钢坯1100-
6、11501050*1100850-800缓冷坑或砂冷(注:5CrNiMo钢在空气中冷却既能淬硬,并易形成白点,因此,锻造以后应缓慢冷却。对于大型锻件,必须放到加热至600的炉中,待其温度一致以后,再缓慢冷却到150200C,然后在空气中冷却。对于较大的锻件,建议在冷却到150200C以后,立即进行回火加热。)五、热处理A退火5CrNiM。因淬火出油温度低,容易开裂,实际操作时为防止开裂,常于20OC左右即出油,这样,在模具外表获得了一层马氏体组织,但心部仍处于奥氏体状态,在380450C回火时,心部的过冷奥氏体即转变为上贝氏体组织,冲击韧性极差,模具寿命很低。为了提高热锻模使用寿命,可采用等温
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