典型冷作模具材料碳素工具钢性能分析？

典型冷作模具材料碳素工具钢性能分析？

   
碳素工具钢  
(1)化学成分;(2)力学性能;(3)工艺性能;(4)使用范围。
(2)力学性能   
  如图6-1所示，碳素工具钢随回火温度升高而硬度降低，但下降趋势与碳含量有关，碳含量越高，钢中析出的碳化物颗粒越多，阻止了硬度的下降，因而碳含量高的钢回火时硬度降低程度比碳含量低的钢小。

              图6-1   T10钢的硬度、残余奥氏体量与回火温度的 关系 (780℃淬火、水冷、回火保温1 h)
提高淬火温度，淬火马氏体变粗，钢的强韧性下降，如图6-2所示。但适当提高淬火温度，可提高碳素工具钢的淬透性，增加硬化层深度，提高模具的承载能力，如图6-3所示。所以，对于容易淬透的小型模具，可采用较低的淬火温(760～780℃);对于大、中型模具，应适当提高淬火(800～850℃)或采用高温快速加热工艺。

                 图6-2  T10钢的淬火温度对强韧性的影响                                                         图6-3  T10钢的淬火温度对淬透性的影响
碳素工具钢的硬度随回火温度的升高而下降，在低温区(150～200℃)回火，硬度下降不多，当回火温度超过200℃时，硬度才明显下降，如图6-1所示。
    碳素工具钢的力学性能与回火温度的关系，如图6-4所示，当回火温度为220～250℃时抗弯强度达到极大值，可是碳素工具钢在200～250℃回火时，会产生回火脆性，导致韧性下降，因此韧性要求较高的碳素工具钢应避免在此温度回火。而承受弯曲及抗压载荷的碳素工具钢仍可采用220～280℃回火，以获得高抗弯强度，提高模具的使用寿命。
(3)工艺性能 
  ①锻造性能:
  ②预先热处理:
  ③淬火及回火:
  (4)使用范围
  碳素工具钢生产成本低，易于冷、热加工，在退火状态下硬度较低，通过热处理后可以获得较高的硬度，具有一定的耐磨性。但淬透性差，淬火变形大，耐磨性不高。因此，碳素工具钢适于制造尺寸较小、形状简单、负荷较轻、生产批量不大的冷作模具。

图6-4   T12钢的力学性能与回火温度的关系  (淬火温度:780℃)
 

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