為了彌補碳素工具鋼的不足,在碳鋼基礎上加入鉻、錳、硅、鎢、鉬、釩等元素,形成不同成分和性能的合金工具鋼。不同合金元素對鋼性能的影響如下:
Cr鋼:鉻在鋼中組成合金滲碳體(Fe、Cr)3C,退火時不易聚集,珠光體晶粒得到細化,淬火回火后碳化物分布彌散,耐磨性和綜合機械性能優(yōu)于碳素工具鋼。Cr鋼在油中淬透深度可達30~35毫米。因此,含鉻的鋼可制作斷面稍大、形狀復雜的工具,其強度比碳素工具鋼可提高10~15%。鉻還減輕碳素工具鋼中的石墨化傾向。
9CrSi:在鉻鋼中增加約1.0%Si,可進一步提高鋼的淬透性,Ф40~50毫米的工具在油中可淬透,淬火硬度可提高到HRC62~64。鉻和硅同時加入使貝氏體中溫轉變區(qū)右移,工件可進行分級或等溫淬火,得到較高的強度和韌性的下貝氏體,顯著減小工具的變形。硅還強化鐵素體基體,提高抗回火能力,但該鋼種脫碳傾向稍大,熱處理時應注意。
9Mn2V:此鋼不含鉻,可替代鉻鋼使用。錳顯著提高鋼的淬透性,可使Ф50毫米的工具在油中淬透。錳降低M點溫度,淬火后鋼中殘留奧氏體量增多,可減小工具的變形,但錳鋼易過熱,加入少量釩后鋼的過熱傾向減小。
CrWMn:鉻、鎢、錳都是碳化物形成元素,因而鋼中具有較多量的碳化物。錳和鉻還提高鋼的淬透性,鎢細化晶粒,改善韌性,因此,它屬于高淬透性和高耐磨性的鋼種。由于鋼淬火后的殘留奧氏體量較多,基本上可抵消馬氏體相變引起的體積膨脹,因而淬火變形量很小。鋼的回火穩(wěn)定性低于9CrSi,當回火溫度超過250度時硬度低于HRC60。該鋼適于制造截面較大、刃口不劇烈受熱、要求耐磨和淬火變形小的工具,如長絲錐、板牙、拉刀等。冷作模具鋼及量具也廣泛使用該鋼種。
CrW5:由于鋼中加入較多量的強碳化物形成元素鎢,淬火后鋼中存在較多的過剩碳化物(M6C型),從而提高了刀具的硬度和耐磨性。鉻鎢鋼過熱敏感性小、晶粒細,能獲得較高的韌性。但是鎢碳化物在通常淬火溫度下,加熱時難溶于奧氏體,降低了含鎢鋼的淬透性,成為低淬透性鋼種,有時尚需用水來淬火??捎糜谥圃煦姷?、刨刀和雕刻用刀具。
低合金工具鋼的工作溫度仍不能超過250度,否則硬度下降,切削能力減低。因此,只適宜制造慢速切削硬金屬或耐磨性要求稍高的車、刨、銑等刀具。
【本文標簽】 低合金工具鋼
【責任編輯】東莞中瑞金屬
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