各化学成分对模具钢的作用

来源:51模材网 

  简单地说:钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下分别说明主要化学成分在模具钢材作用,这样对模具钢材进一步了解有更大的帮助:


  碳(C)— 存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度和硬度,但降低其塑性和韧性。我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.5%以上的碳,也成为高碳钢。


  硅(Si)— 为常用的脱氧剂,有很强的脱氧能力。对铁素体的固溶强化作用仅次于磷,提高钢的电阻率,降低磁滞损耗,对磁导率也有所改善,为硅钢片的主要合金化学元素。提高模具钢的淬透性和抗回火性,对钢的综合力学性能,特别是弹性极限有利。Si 在弹簧钢中主要作用增加钢的弹性。


  铬(Cr)— 增加模具钢、冲子料的硬度、强度,最重要的是耐腐蚀性,Cr含量13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫,如果保养不当,所有钢材都会生锈的。S136模具钢、FS136模具钢中含铬量12%左右,因此其耐腐蚀性特别好。


  锰(Mn)— 在模具钢中熔于铁素体和渗碳体,使钢的强度、硬度提高。此外由于Mn和S的亲和力大于铁与硫的亲和力,那么可以夺走部分有害物质硫,形成高熔点的MnS(高于1600度),从而减轻S对钢的有害作用。


  钼(Mo)— 阴抑奥氏体到珠光体转变的能力最强,从而提高模具钢的淬透性,并为贝氏体高强度钢的重要合金化元素之一。含量约0.5%时能降低或抑止其他合金元素导致的回火脆性。在较高回火温度下,形成弥散分布的特殊碳化物,有二次硬化作用,提高模具钢的热强性和蠕变强度。


  钒(V)— 增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒,其中Cr12Mo1V1含有1%的钒,可以提高模具钢的淬透性、耐磨性,提高工具钢的使用寿命。


  镍(Ni)— 固溶强化及提高淬透性的作用。细化铁元素体晶粒,在强度相同的条件下,提高钢的塑性和韧性,特别是低温韧性。与铬、钼等联合使用,提高钢的热强性和耐蚀性。718是P20的改良型,718是P20的基础上加Ni,改善了模具钢的塑性和韧性。


  钨(W)— 主要增加钢的红硬性和耐磨性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢SKH-9中就含有大量的钨。


  磷(P)— 在通常情况下,磷元素是模具钢材中的有害元素,磷(P)元素能够增加模具钢的冷脆性,使模具钢焊接性能变坏;降低模具钢的塑性,使模具钢的冷弯性能变坏。因此通常要求模具钢中含磷量小于0.03%,优质模具钢要求更低。磷、硫、锰元素联合使用,增加钢的易切性。


  硫(S)— 在一般情况下也是有害元素。硫(S)元素使模具钢产生热脆性,降低模具钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫(S)元素对模具钢的焊接性能也不利,降低其耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。但是在模具钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,称易切削模具钢。


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