012Al基体钢_012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢特点_012Al用途

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)
冷热兼用的基体钢

012Al钢的国标牌号是5Cr4Mo3SiMnVAl，简称012Al。012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)是一种冷热兼用的基体钢，已纳入GB/T 1299-2000标准中热作模具钢钢号。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的化学成分(质量分数)：
C 0.47%~0.57%、Cr 3.80%~4.30%、Mo 2.80%~4.30%、Si 0.80%~1.10%、Mn 0.80%~1.0%、V 0.80%~1.2%、Al 0.30%~0.70%。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的特点：
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)钢中碳的质量分数在0.5%左右，相当于其母体高速钢W6Mo5Cr4V2淬火基体的溶碳量。如果要保留体积分数为5%左右的剩余碳化物，就必须降低淬火加热温度，这样一来，基体中的碳及合金元素就将溶解不足，基体强度就会大大低于母体高速钢的强度。提高含碳量是解决问题的捷径，但韧度会有一定程度的降低，Ms点也会随之下降，工件淬火畸、开裂倾向增大。另外，提高含碳量，会降低热导率(导热系数)，因此，不适于选作热作模具的材料。提高合金元素含量是解决上述矛盾的另一途径。同时，加入适量的锰和硅，可以提高固溶强化效果，提高基体强度。只采取锰硅合金化方案，性能还不够稳定，有时韧度还显得不足，因此，又添加了微量铝，使钢材韧度有了明显提高，成功地研制出改型基体钢012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)。012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)钢非常适于进行渗氮或氮碳共渗。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的临界点：
Ac1837℃、Ac3902℃、Ms ~277℃。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的物理性能：
线胀系数α1：12.21×10-6/℃(20~700℃)；
弹性模量E：210000~215000MPa(20℃)
参照012Al钢的等温转变曲线，400~700℃之间有较大的奥氏体稳定区，适于分级淬火和等温淬火。临界冷却速度也较小，有利于采取措施，防止工件畸变和开裂。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的锻造工艺：
012Al钢中共晶碳化物很少，但有时也会造成危害，因此，要妥善地进行六面锻造。锻造工艺如下：加热温度为1120~1170℃，始锻温度为1050~1120℃，终锻温度为850~900℃。球化退火工艺有两种：一种是常规退火工艺，将毛坯加热到860±10℃，保温4~5h，然后缓慢冷却到550℃出炉；另一种是等温球化工艺，将毛坯加热到860±10℃，保温4h，冷到710~720℃再等温4~6h，炉冷到550℃出炉。退火后硬度为HBS220左右。球化质量和二次碳化物网络的检查按GB/T 1299-2000《合金工具钢技术条件》进行，球化质量2~4级较好，碳化物网要小于2级。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的热处理工艺：
012Al钢最终热处理工艺，要根据模具的服役条件选择。一般冷作模具和热锻模，可选择1090~1120℃加热奥氏体化，冷作模具选择下限温度加热，热作模具选择上限温度加热。冷却方式可选择油冷淬火，也可选择分级冷却。冷作模具在510℃左右回火两次，每次保温2h，回火后硬度为HRC60~62。热锻模可在580~600℃回火两次，每次保温2h，回火后硬度为HRC52~54。压型模和压铸模工况比较苛刻，可选择较高温度(1120~1140℃)加热奥氏体化，油冷淬火或分级冷却。620~630℃回火两次，每次保温2h，回火硬度为HRC42~44。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的淬火温度与硬度、晶粒大小、残余奥氏体及碳化物间的关系见下表。由表可知，淬火加热温度升高到1150℃时，晶粒开始明显长大。1090℃加热淬火，剩余碳化物的体积分数恰好在5左右。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的淬火加热温度与各参数之间的关系
淬火温度/℃ 1060 1090 1120 1150 1180
淬火硬度HRC 60.3 61.4 62.2 62.6 62.5
晶粒度(级) 11 10~11 9.5~10 8~8.5 7.5
剩余碳化物(体积分数,%) 5.6 5.3 2.3 1.8 0.8
残余奥氏体(体积分数,%) - 20.3 28 29 ~29
012Al钢经1100℃加热淬火后的组织为细针马氏体+残余奥氏体+剩余碳化物，马氏体针长3级，白色颗粒和黑色小点是剩余碳化物，黑色(实际颜色是紫灰色)块状物是铝的氧化物和氮化物杂质，呈方向性分布，它对材料韧度的影响颇大。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基体钢的用途：
目前，012Al钢已在轴承热挤压冲头、传动杆热镦模等方面得到成功应用，效果良好，模具使用寿命比传统热作模具钢3Cr2W8V钢比较适用于受强烈冲击的模具，特别是标准件行业所用的冲模，可以充分发挥韧度高的特点。012Al钢的耐磨性不及莱氏体钢，最好进行表面化学热处理，特别是渗氮或氮碳共渗处理，可以有效地提高模具的耐磨性能。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司

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