鋼材性能的影響因素,化學成分在鋼材中的作用
2024-11-19 10:02:06
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鋼材是鐵碳合金的一種,其含碳量介于0.0218%至2.11%之間。通過在普通鋼材中加入合金元素如鉻(Cr)、鉬(Mo)、釩(V)、鎳(Ni)等,可以得到合金鋼,模具鋼材即屬于此類。
調整鋼材性能主要通過以下三個方面:
1.合金成分:
碳(C):增加淬火組織的硬度,形成碳化物以提高耐磨性,但會降低韌性和可焊性。
鉻(Cr):提高鋼的硬度和淬透性,形成穩定的碳化鉻以改善耐磨性。當含量超過12%時,具有耐腐蝕性和良好的拋光性。
鉬(Mo):作為強碳化物形成元素,提高耐磨性,抑制回火脆性,提供紅硬性和熱強度,增強淬透性和回火穩定性。
釩(V):形成高硬度碳化物,細化鋼的晶粒,提高強度、韌性和回火穩定性。
鎳(Ni):提高淬透性,細化晶粒。
硫(S):以MnS形式存在,影響材料的韌性、抗腐蝕性、拋光性等,但可提高切削能力。
2.冶煉工藝:
普通煉鋼:常規生產方法。
電渣重熔(ESR):通過強電流熔化粗鋼坯,利用電渣過濾雜質,實現純化,但細小雜質去除不徹底。
真空電弧重熔(VAR):在真空環境中,通過強電流熔化鋼坯,雜質汽化并被抽走,凝固速度快,組織致密,雜質去除徹底,但整體重熔速度慢。
3.熱處理:
熱處理是通過加熱、保溫和冷卻過程,控制鋼材的加熱溫度、保溫時間和冷卻速度,以改變其性能,滿足加工或使用要求。主要工藝包括退火、淬火和回火。
模具鋼分類:
冷作模具鋼:用于制造在冷狀態下對工件進行壓制成型的模具,如冷沖裁、冷沖壓、冷拉深等模具。
熱作模具鋼:用于制造在高溫狀態下對工件進行壓力加工的模具,如熱鍛、熱擠壓、壓鑄等模具。
塑料模具鋼:根據塑料制品的要求,選用不同性能的模具鋼,包括碳素結構鋼、滲碳型、預硬型、時效硬化型、耐蝕型等。