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

时间:2011-04-06 20:41 | 来源:瀚超特殊钢 | 作者:技术中心 | 点击:

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:无锡市瀚超特殊钢有限公司

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