這組鋼是應(yīng)用量多、面廣的高級(jí)冷作模具鋼,代表性鋼號(hào)有Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr12W等,其中,以Cr12和Cr12MoV應(yīng)用最廣,Cr12Mo1V1鋼綜合性能最好。鉻能使鋼有很高的淬透性,是形成M7C3型碳化物的主要元素,也是促成碳化物不均勻分布的主要元素。加入鉬、釩能進(jìn)一步提高鋼的淬透性,細(xì)化晶粒和共晶碳化物,改善韌性,提高回火穩(wěn)定性。Cr12MoV鋼中含碳量比Cr12鋼中的低,又因加入了鉬和釩,因此其碳化物數(shù)量、粒度、形態(tài)、不均勻程度都比Cr12鋼有較大的改善,從而韌性得到明顯提高,Cr12M1V1鋼中Mo、V含量提高,并含少量Co,強(qiáng)韌性、耐磨性均較Cr12MoV鋼高。Cr12MoV鋼φ100mm以下或Cr12鋼φ50mm以下在空氣中即可淬硬。熱處理后可獲得高的耐磨性、抗壓強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。
退火:以≤100℃/h的速度加熱到850~870℃,在720~750℃等溫,爐冷至550℃空冷,硬度為207~255HBW;蛞浴100℃/h的速度加熱到850~870℃,爐冷至550℃空冷,硬度為207~255HBW。
由于含高碳高鉻,故含有大量碳化物。預(yù)先熱處理欠佳時(shí),易形成共晶碳化物偏析,促使淬火發(fā)生異常變形或脆化傾向。淬火加熱需要進(jìn)行預(yù)熱,正常淬火狀態(tài)下,一般含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~12%的未溶碳化物;含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~20%的殘留奧氏體。Cr12MoV鋼采用低溫淬火(950~1000℃)及低溫回火(200℃)可獲得高硬度及高韌性,但抗壓強(qiáng)度較低;采用高溫淬火(1100℃)及高溫回火(500~520℃)可獲得較高硬度及高抗壓強(qiáng)度,但韌性太差;采用中溫淬火(1030℃)及中溫回火(400℃)可獲得最好的強(qiáng)韌性,較高的斷裂抗力。Cr12鋼采用950~980℃淬火,油冷硬度60~65HRC。
Cr12Mo1V1鋼正常淬火溫度在1010℃左右可獲得最佳硬度,Cr12Mo1V1鋼若采用較低的淬火溫度(如950~1000℃),在獲得較高硬度的同時(shí)又可獲得較高的韌性。Cr12W的正常淬火溫度為980℃。如果淬火后進(jìn)行冷處理,則獲得最高硬度的淬火溫度要稍高一些。
回火溫度均取180~200℃,以保持高硬度(60HRC以上)。這一組鋼在高硬度時(shí)仍有一定韌性,是由于含有較多殘留奧氏體;鼗饻囟壬,硬度下降。如果淬火溫度較高(如1100℃),回火曲線上出現(xiàn)二次硬化峰值。試驗(yàn)結(jié)果表明,Cr12Mo1V1鋼真空加熱淬火后的硬度:試樣直徑≤φ50mm,氣淬62HRC,油淬63HRC。試樣直徑為φ50~φ100mm時(shí),氣淬61~62HRC;油淬63HRC。試樣直徑>φ100mm,氣淬59~60HRC;油淬60~61HRC。
Cr12Mo1V1如采用較高的淬火溫度(如1050℃)和525℃回火,φ50以下試樣所獲得的硬度值與試樣的尺寸無關(guān)。這樣處理的優(yōu)點(diǎn)是殘留奧氏體在高溫回火時(shí)被分解了,模具在隨后的工作壓力下不會(huì)因殘留奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體而造成不良后果。由于高溫淬火提高了鋼的回火抗力,所以也做好沖擊韌度要求不高的熱作模具。
高碳高鉻鋼在淬火回火后可用滲氮處理進(jìn)一步強(qiáng)化。滲氮后的表面硬度與鋼種和滲氮溫度關(guān)系較大,非合金工具鋼效果較差。一般滲氮溫度取500~550℃為家一,以不超過前處理的回火溫度為準(zhǔn),滲氮溫度超過600℃,則所有鋼種的硬度都不高。
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