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碳素工具钢的—般特性

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碳工具钢的含碳量在0.7%-1.3%范围内,价格便宜,原料来源方便,加工性能好,加热后可获得高硬度和高耐磨性治疗,而且尺寸不大。成型具有简单形状和轻负载的零件。中国模具钢网-时间钢铁超市TSS (21)

由于其在珠光体和贝氏体区域的稳定性低,淬透性低,因此淬透性低,淬火温度范围窄,淬火变形大。较大的模具无法硬化,例如有效。对于厚度大于15毫米的模具,在快速水冷后,模具的表面层非常坚硬。因此,硬化层与较大的模具表面的中央部分之间的硬度变化很大,并且在淬火期间易于使模具形成裂纹,并且这种钢容易过热,并且所制造的模具零件的使用寿命与合金钢比较。低,因此,不建议制造大中型和复杂的模具零件。

当钢中的碳含量高于0.6%时,淬火硬度随碳含量的增加而缓慢增加。对于有效厚度为1-5的模具,水淬后,当碳含量为0.6%-0.7%时,硬度可以达到62-63 HRC。但是,对于较大的模具,要获得相同的高表面硬度,必须将碳含量增加到0.8%-0.9%。这是因为具有大横截面的模具在冷却期间具有较低的冷却速率和在奥氏体中的少量奥氏体。碳沉淀出来,从而降低了马氏体中的碳含量。当钢中的碳含量增加到0.9%-1.0%或更高时,硬度可以增加到65 HRC。

通常根据碳钢的临界点选择碳素工具钢的淬火加热温度。将Ac1置于30-50°C以上,但Acm高点的钢也可以具有更高的淬火温度。为了增加大型模具的表面硬度,可以考虑使用更高的淬火温度。对于小型模具,可以选择较低的淬火温度以获得良好的机械性能。为了减少模具的淬火变形和破裂,在尺寸或使用条件的情况下,应选择冷却能力较弱的冷却介质,并可以使用更高的淬火温度。过多的保持时间还会使模具过热,使表面脱碳,浪费能量并降低生产率。在淬火加热的情况下,为了防止模具表面的氧化和脱碳,通常在盐浴中进行加热。由于碳素工具钢的淬透性低,因此通常对有效厚度为5 mm的模具进行油淬火;有效厚度为5-10 mm的模具可以在150-160°C的硝酸盐浴中淬火;有效厚度为10-15。可以在140-160°C的碱浴中对模具进行分级和淬火;有效厚度为15-18。模具可以在水中硬化,但很容易产生较大的内应力和变形。因此,碳工具钢仅适用于小截面模具的制造。

碳素工具钢淬火后硬度高,但淬火内应力大,塑性低,强度低。必须对其进行调质以改善其机械性能。对于由碳素工具钢制成的模具,通常使用低温回火(≤200°C)。对于用于锻造模具的模具钢,可以将回火温度提高到350-450°C,以获得高韧性。

亚共析金属组成的碳工具钢(例如T7)具有良好的可塑性和强度,适用于制造工具,工具(例如锻模,凿子,锤子等)以及切削软性材料,可以承受冲击载荷(例如木工工具)。 T8和T9淬火和加热时容易过热,但具有较高的硬度和耐磨性。它们通常用于制造具有简单形状的模具以及用于切割软金属的工具和木工工具。具有超共析成分的碳素工具钢,例如T10,T11,碳含量在0.95%至11.5%之间,在780-800°C的温度下加热,仍保持细晶粒结构,淬火钢中的钢中存在未溶解的过量碳化物,这是耐磨性好。因此,这种钢被广泛使用,并且适合于制造具有高耐磨性的模具,例如冷模,拉丝模和修整模。 T12,T13的碳含量在1.15%-1之间。 35%淬火后剩余碳化物更多,因此耐磨性和硬度高,韧性低,不适合制造能够承受冲击载荷的工人和模具。它适合于制造拉丝模具,丝锥,模具等。

来源:《模具材料与表面处理》康俊元主编李立明徐永军主编,北京理工大学出版社,2007.6p

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