TA的每日心情 | 开心
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签到天数: 237 天 连续签到: 1 天 [LV.7]常住居民III
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发表于 2012-5-9 12:16:45
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HM1 钢，在研制时和推广应用初期，原名为 35Cr3Mo3W2V，该钢是在对比 3Cr3Mo3Co3V 钢性能的基础上，研 制的具有我国资源特色和十分优异综合性能的新型高强韧热作模具钢。该钢具有良好的冶炼、锻造、热处理及加 工性能，有良好的抗回火性能和抗热疲劳性能。 1. 化学成分见表 元素 含量 C 0.32~0.42 Si 0.60~0.90 Mn ≤0.65 Cr 2.80~3.30 Mo 2.50~3.00 W 1.20~1.8 V 0.80~1.20 P、S ≤0.030* p: j8 \+ P) r E7 n: A: z
钢相变点（近似值）为：Ac1850℃、Ac3930℃、Ar1735℃、Ar3825℃、Ms400℃。 2．性能及应用 ⑴性能：该钢种在化学成分上以钼代钨， 使钢的含钨量比较 3Cr3W8V 大大降低，同时铬和钒的量又适当的提高， 有优异的抗热疲劳性能和回火稳定性；在保持高强度、高热稳定性及高冷热疲劳抗力的同时还具有较高韧性，具 有良好的冶炼、锻造、热处理及加工性能。但因含钼，热加工时要注意在加热保温时避免严重脱碳。表 1-1 是 HM1 与 3Cr2W8V 钢对比测试的冷热疲劳性能,HM1 钢冷热疲劳抗力比 3Cr2W8V 钢高得多.HM1 是新钢种中工艺 性能好、使用面广、模具寿命高、具有广阔应用前景的高强韧热模钢. 表 1-1 HM1 与 3Cr2W8V 的冷热疲劳性能 钢号 HM-1 3Cr2W8V HRC 45 47.3 裂纹条数 21 8 裂纹深总和/mm 0.89 4.56 最大裂纹深度/mm 0.135 1.34
7 t: Y' e1 M. W) z2 u试验条件:高频感应加热、加热温度 730~740℃,水冷,升温 12S,冷却 5S,循环 630 次. ⑵应用：3Cr3Mo3Co3V 钢是综合性能优良的高强韧热模钢，适用作高温、高负荷、急热急冷不冷条件下工作的 压力机和轴承环热锻凹模、成形辊锻模，高强度和高热强钢零件的精锻模，铝和铜合金的压铸模，热挤压等模具 零件，使用寿命可比 3Cr2W8V 及 5CrNiMoV 钢制模具提高 1~4 倍。如用作轴承套圈毛坯热挤压凸模、凹模，辗 压辊及辊锻模均取得显著效果，模具平均寿命达 1~2 万件，最高 3 万件以上，经原用 3Cr2W8V 钢及 5CrMnMo 等钢种，模具寿命普遍提高 2~5 倍。 3． 常规处理工艺 ⑴锻造:3Cr3Mo3W2V 钢具有良好的热塑性，易锻造成形，开裂倾向低，锻造工艺见表 1-2. 表 1-2HM1 钢锻造工艺规范 装炉温度/℃ ≤900 加热温度/℃ 1170~1190 始锻温度/℃ 1050~1100 终锻温度/℃ ≥900 冷却方式 缓冷（坑冷或砂冷）
" E" U* `& r" P3 c⑵热处理： 1） 退火：①球化退火：随炉升温加热到 860~880℃，保温 2h，降温到 720~740℃，等温 4~6h，炉冷到 500℃以 下出炉空冷，硬度≤255HBW，②快速球化退火：随炉升温加热到 840~860℃，保温再加热到 1050~1080℃ 油冷，然后加热到 860~920℃，保温 2h，炉冷到 500℃以下出炉空冷，硬度≤229HBW。 大截面的模具易形成链状碳货物，可在球化退火前，加热到 1060℃的用正火处理予以消除。采用②的快速球化 退火工艺，也可消除链状碳化物的出现，可获得均匀细小的球化组织，在最终热处理后，可获得高的强韧性能， 模具的使用寿命比常规球化退火的高。 2） 淬火： 3Cr3Mo3Co3V 钢在不同温度淬火的硬度、 晶粒度如表 1-3。 1030~1090℃淬火时， 在 可得到 52~55HRC 的硬度，保持 11 级的细小晶粒。 为减少淬火变形和脱碳倾向，淬火加热应先经 550℃、800℃两次预热至透热以减少高温加热时间，冷却可采用 油冷，也可采用分级冷却。 3）回火：HM1 钢的回火温度的 580~630℃，回火应进行两次，每次 2h。在 640℃回火出现二次硬化峰，硬度最 高为 54HRC 左右，但韧性最差。图 2-1 为 3Cr3Mo3W2V 钢的高温硬度，图 2-2 为 3Cr3Mo3W2V 钢不同温度回 火后的硬度，图 2-3 为 3Cr3Mo3W2V 钢的高温抗拉强度和冲击韧度。( w2 r, V4 b+ w' [- v& V$ o% w
表 1-3 淬火温度/℃ 硬度 HRC 晶粒度 950 50~51 11.5 1000 52.5~53.5 11.5, [! E% p) d5 k# i
HM1 钢淬火硬度与晶粒度 1030 54.5~55 11 1060 55~55.5 11 1100 57~57.5 11 1120 58~58.6 10
) L) r$ [/ |( p* \9 x' `回火温度/℃ p8 d X, A \
图 2-1 为 3Cr3Mo3W2V 钢的高温硬度 |7 \, k3 \9 O# _" T9 C
回火温度/℃
" ?# g7 j# n1 p T# h( R9 M( g4 W) Q图 2-2 为 3Cr3Mo3W2V 钢不同温度回火后的硬度
- L2 I+ S4 D! K7 E图 2-3 为 3Cr3Mo3W2V 钢的高温抗拉强度和冲击韧度) @" F2 t: l( r, r% |, @
4Cr3Mo2MNVNbB（Y4)钢 随着少无切销新工艺的发展，对模具钢的性能及模具使用寿命提出了更高要求。如热挤压黑色金属及铜等 有色金属合金的热作模具、铜合金压铸模，其工作温度可达 700℃左右。铜合金液通常温度为 880~960℃，导热 性能好，因此模腔升温快，温度高，然后又很快降温，因此，热疲劳裂纹、金属熔蚀、热变形、塌陷等是模具的 主要失效形式。一般采用 3Cr2W8V 钢及铬系热模钢 H13 等来制造这种类型的模具，高钨钢具有热导率（导热系 数）较低、合金元素偏析大、线胀系数大和热疲劳性能不良等缺点，其耐磨损及冷热疲劳抗力己不能满足要求， 而 Y4 钢能够适应 700℃左右温度的工作条件。 1. 化学成分 化学成分见表 1 表 1 化学成分（质量分数） （%） C Si Mn Cr Mo 元素 ≤0.4 2.50~3.00 1.8~2.2 含量 0.35~0.45 ≤0.35 钢相变点为：Ac1789℃、Ac3910℃、Ms363℃。: b) S3 s. F/ r/ G: c b3 g
MN p3 `- D- ^2 {+ [3 U. y3 M, V0 ` J" H
0.80~1.205 B# T% q; J8 U& V
V& [! d/ z+ V/ w; @5 _
1.00~1.40# m* t, G- n1 Q Y) ^) `* J
Nb
% L3 {4 B5 M& Y, @; p0.10~0.250 K/ l3 M5 H# ]/ N, W" h
P、S ≤0.0303 g! ?! i7 u0 g3 T: `
2. 性能及应用 （1） 性能：钢的锻造性能良好，淬透生优于 3Cr2W8V 钢，淬火马氏体大部分为板条马氏体，板条内含 有高密度的位错亚结构，局部地区有孪晶马氏体，板条间有少量残留奥氏体，有比较好的强韧性配 合。表 2 为 Y4 钢的高温力学性能。在降低钢中铬、硅含量的同时加入了硼，使碳化物不均匀性下 降，并提高因减少铬和硅含量而降低的淬透性和高温强度。加微量铌元素产生难溶于奥氏体中的碳 化物，同时钼的加入还可提高碳化物的稳定性，因此能细化晶粒，降低过热敏感性，提高热强性和 热稳定性。所以钢的耐热性比较高。
5 P! F5 u/ [8 x- p; L（2） 应用：在铜、铝合金的压铸模上应用获得了比较满意的效果。在相同硬度重要条件下，Y4 钢比
2 f J/ \8 m( H' A3Cr2W8V 钢断裂韧度高 50%，700℃高温短时抗拉强度高 70%，冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高 出 1 倍和 50%。Y4 钢应用于制造热挤压轴承环凸模与凹模、汽门挤压底模等模具，使用寿命均比 3Cr2W8V 钢明显提高。 表 2 HD 钢的高温力学性能
: V8 s5 S1 H0 }# ^' h( `, W$ Lαk/(J/cm⒉) 试验温 σ0.2/MPα ψ(%) δ(%) 硬度 HRC 度/℃ 3Cr2W8V 3Cr2W8V 3Cr2W8V 3Cr2W8V 3Cr2W8V Y4 Y4 Y4 Y4 Y4 650 536.9 414 66.1 49.1 56 16.3 14.0 44 700 405.3 235 69.3 85.4 75 62 17.6 21.8 40 38 常规处理方法 （1） 锻造：锻造加热温度为 1100~1150℃，始锻温度为 1050~1100℃，终锻温度≥850℃。 （2） 热处理：) Z i$ K" _( x' e! C7 X
1） 退火：①等温退火工艺为：840~860℃加热，体温 2~4h，炉冷到 680℃左右等温 4~6h。退火后硬度为 170~180HBW。球化组织为点状珠光体。②加热温度 850℃，体温 4h，炉冷到 550℃以下出炉空冷。3 Q: U W4 H- C3 T8 }9 g3 J
2）淬火、回火：淬火加热温度为 1050~1100℃，淬火硬度可达 58~59HRC。含硼钢材的奥氏体晶粒容易0 o) @# x! j1 F
长大，因此淬火加热温度宜取下限温度。回火温度为 600~680℃回火硬度为 49~52HRC。表 3 为 Y4 钢不同温度回火时的硬度值。 表 3 不同温度回火时的硬度值（HRC）
8 z3 z& b$ f6 P1 N* F5 s! V( }钢种 Y48 a4 O8 i; p6 K* T c2 a6 q) [
3Cr2W8V
1 O( N a/ _8 J* E7 f回火/℃ 回火/℃5 W2 |$ i& k. N2 q: V8 }2 @
300 52.5 47.8 51.04 T7 ]1 @+ x% z* |, a
400 52 48.5 51.0
- ^- m& s8 X$ S. F! R. `500 52.5 49.0 51.4! g2 F! |0 X; g
530 53.5 50.0 52.3
5 E0 g* I8 H8 H$ H; F' G560 54 48.0 51.5" }0 x- q! u& [! g. _" f' e! y8 T
590 53.8 48.5 51.80 J6 f$ S- C" F/ O4 |# a
620 51.2 42.0 50.0
/ C( M& D/ G9 x650 47.0 38.5 46.0
- d6 K; R1 B( X3 Y: X700 41.0 33.0 34.0
8 l- a! F- j' }7 K; }% v3 v1130 1100 1130 |
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