低碳高速钢:基体钢

低碳高速钢:基体钢

     所谓基体钢一般系指其化学成分与高速钢的淬火组织中基体的化学成分相同的钢种。这种钢既具有高速钢的高强度、高硬度，又因不含有大量的未溶碳化物而使钢的韧性和疲劳强度优于高速钢。对基体钢目前虽还没有确切的定义，但一般认为凡是在高速钢基体成分上添加少量其它元素，适当增减碳含量以改善钢的性能的钢都称为基体钢。一般18-4-1和6-5-4-2高速钢正常淬火后基体的成分如表4-8。
表4-8 高速钢淬火状态下碳化物和基体成分
    

     由表4-8可见，基体钢也可以认为是一种较低碳含量的高速钢（有时称为低碳高速钢，实际碳含量处于中碳成分）。这种低碳高速钢常用于高冲击负荷下的模具，由于碳化物相对较少，钢的韧性和工艺性能也明显改善。
表4-8 高速钢淬火状态下碳化物和基体成分
     低碳高速钢应用最多的是6W6Mo5Cr4V钢，由于碳和钒的含量都比高速钢6-5-4-2降低（碳含量为0.55%~0.65%，钒含量为0.70%~1.10%），但仍属于莱氏体钢。这种钢适宜的淬火温度为1180℃~1200℃，在油、空气或盐浴中冷却，淬火后经560℃~580℃回火三次，硬度为（60~63）HRC。由于这种钢有较好的加工性、较高的强度和韧性以及较好的耐磨性，故用做冷挤压模比高铬冷作模具钢寿命长。
     6Cr4W3Mo2VNb钢就是在6-5-4-2钢淬火基体成分的基础上适当提高碳含量并用少量Nb合金化而发展的钢种（或者说是在低碳高速钢6W6Mo5Cr4V的基础上发展起来的钢种，加入0.20%~0.35%的Nb，并稍提高C含量），以改善钢的韧性、塑性和疲劳抗力。这种钢的淬火加热温度为1080℃~1180℃，然后在520~580回火两次，其抗弯强度和韧性比通用高速钢高，适于制造形状复杂、受冲击负荷较大和尺寸较大的冷作模具。
     50Cr4Mo3W2V（VascoMA）和55Cr4Mo5VCo8（Marrix II）相当于常用的6-5-4-2和W2Mo9Cr4VCo8（M42）高速钢的基体成分，属于过共析钢。经1110℃~1120℃淬火后未溶碳化物的体积分数约为5.0%，还有较多的残余奥氏体，回火温度在510℃~620℃范围，多次回火产生二次硬化和消除残余奥氏体，硬度在61~65HRC。在热处理到相同硬度时，基体钢比相对应的高速钢做的模具具有较长的使用寿命。
    60Cr4Mo3Ni2WV（6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)）则是根据6-5-4-2钢淬火基体成分上适当添加2%Ni用以改善韧性、塑性和疲劳抗力而考虑的。这种钢既可以用于冷作模具，也可以兼作热作模具。对于冷作模具，适宜的热处理工艺为450℃及850℃两次预热，再加热到1120℃保温后油冷淬火，并进行520℃~560℃回火两次，回火后的硬度为59~62HRC，冲击韧性（梅氏）可达（15~20）J/cm2，适于制造要求变形小、韧性高的冷作模具；如用作热作模具，则需要将回火温度升高到560℃或600℃~620℃，保温2h回火两次，回火后的硬度为50~54HRC。5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)则采用了碳化物元素Cr、Mo、V与非碳化物形成元素Si、Al和弱碳化物形成元素Mn相结合的综合合金化的设计思路研制成功的。由于这种钢的碳含量较低，能够较好地适应冷热变形模具的不同要求。也可以既用于冷作模具，又可以用作热作模具。对于冷作模具，适宜的热处理工艺为500℃及850℃两次预热，再加热到1090℃~1120h保温后油冷淬火，并进行510℃2h回火两次，回火后的硬度为60~62HRC；如用作热作模具，则需要将回火温度升高到560℃或600℃~620℃，保温2h回火两次，回火后的硬度为52~54HRC。
 

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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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