钢材性能的影响因素,化学成分在钢材中的作用
2024-11-19 10:02:06
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钢材是铁碳合金的一种,其含碳量介于0.0218%至2.11%之间。通过在普通钢材中加入合金元素如铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)、镍(Ni)等,可以得到合金钢,模具钢材即属于此类。
调整钢材性能主要通过以下三个方面:
1.合金成分:
碳(C):增加淬火组织的硬度,形成碳化物以提高耐磨性,但会降低韧性和可焊性。
铬(Cr):提高钢的硬度和淬透性,形成稳定的碳化铬以改善耐磨性。当含量超过12%时,具有耐腐蚀性和良好的抛光性。
钼(Mo):作为强碳化物形成元素,提高耐磨性,抑制回火脆性,提供红硬性和热强度,增强淬透性和回火稳定性。
钒(V):形成高硬度碳化物,细化钢的晶粒,提高强度、韧性和回火稳定性。
镍(Ni):提高淬透性,细化晶粒。
硫(S):以MnS形式存在,影响材料的韧性、抗腐蚀性、抛光性等,但可提高切削能力。
2.冶炼工艺:
普通炼钢:常规生产方法。
电渣重熔(ESR):通过强电流熔化粗钢坯,利用电渣过滤杂质,实现纯化,但细小杂质去除不彻底。
真空电弧重熔(VAR):在真空环境中,通过强电流熔化钢坯,杂质汽化并被抽走,凝固速度快,组织致密,杂质去除彻底,但整体重熔速度慢。
3.热处理:
热处理是通过加热、保温和冷却过程,控制钢材的加热温度、保温时间和冷却速度,以改变其性能,满足加工或使用要求。主要工艺包括退火、淬火和回火。
模具钢分类:
冷作模具钢:用于制造在冷状态下对工件进行压制成型的模具,如冷冲裁、冷冲压、冷拉深等模具。
热作模具钢:用于制造在高温状态下对工件进行压力加工的模具,如热锻、热挤压、压铸等模具。
塑料模具钢:根据塑料制品的要求,选用不同性能的模具钢,包括碳素结构钢、渗碳型、预硬型、时效硬化型、耐蚀型等。