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磨削技术网»技术交流 › 磨床论坛 › 机械加工论坛 › 模具论坛 › 冲裁模模具钢的研究
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冲裁模模具钢的研究

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HEATS
发表于 2010-9-12 08:51:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1　冲裁模模具钢组织的强化机理

    在冲裁板件时，由于单位负荷较大（≥200MPa）、被冲裁材料的应力状态较复杂，在分离过程中模具切削刃的发热温度较高（200℃），故冲裁模的耐用度在大多数情况不能满足板料冲压生产的要求。

    为提高冲裁模的耐用度，研制了三种新型模具钢。它是通过提高模具钢内的碳化物相数量和改变其类型，达到最大提高冲裁模耐用度的。但是，因提高了碳化物的不均匀性，这时模具钢的机械性能可能变坏，因此，必须在模具钢内同时添加某些活性元素，例如，钒和钼可改善组织内各元素的分布，并且可提高模具钢的物理机械性能和使用性能。钼可部分替换碳化物内的铬原子，而钒可减小合金渗碳体的总量，从而可促使显著减小模具钢微体积内的化学成分和碳化物的不均匀性。

    形成的碳化物M7C3与显著数量的铬（达8％～9％）有关系，从而常降低合金化的效果。为排除这种现象，在钢内必须添加0.4％～0.8％Ti，从而可减小α固溶体内的含碳量，提高马氏体转变点的温度，并可促使减少组织内的残余奥氏体数量（达7％～10％）。此外,减小含碳量可促使获得韧性较好的母体，并可导致提高应力源内的松弛程度，这对模具钢工作过程甚为重要。

    在用形成碳化物的活性元素（Mo，V，Ti等）合理的合金化基础上，研制了有效的组织强化机理。它可保证改善模具钢的综合性能，部分减小钢内碳化物成因的化学成分不均匀性，并可排除或难于使铬原子从固溶体内转移到碳化物中。

    上述元素的难熔碳化物在淬火温度t淬＝1040～1080℃时未溶解，可保证奥氏体保持较细晶粒，从而有较高的抗脆性破坏水平和抗弯强度水平。此外，在r→α转变时增加最分散的MC类型碳化物的体积份额，可提高马氏体形核中心的数量，从而同样促使马氏体转变温度M始、M终的提高和晶粒的细化，并使模具在使用时其切削刃的金属难于流动，从而提高模具的耐磨性。

    马氏体转变的开始温度M始和终了温度M终与模具钢成分和淬火温度的变化曲线

    2　冲裁模模具钢的化学成分

    已确定,在含6％～12％Cr的模具钢内,活性元素特别是Ti(达0.7%)，与Mn、Cr和Mo最佳结合，可促使形成较高质量的组织相，并可提高模具钢的强度（σb≥3400MPa～3600MPa），耐磨性和耐热性(t≥450～500℃)。含0。2%～0。9%钼，可抑制分散的脆性颗粒沿马氏体晶界析出，并可明显提高模具钢在淬火和回火后的冲击韧性。钒与钛可细化晶粒提高模具钢的耐磨性。钒与钼、硅可保证模具钢各种性能的满意结合，而在添加钛时可提高它们对耐磨性影响的效果。

    用形成碳化物的活性元素合金化的高铬对淬火时过热的敏感性较小，保证细晶粒的淬水温度区域被显著扩大，从而可建立碳化铬和其它元素在奥氏体内较大溶解的条件。

    统计处理铬的分布数据表明，添加钛可促使扩大铬在固溶体内的浓度区间，并使其右移，从而证明用形成碳化物过程中获自由的铬，可提高模具钢金属母体的合金度。

    淬火后铬的分布区间 1.Crl2MoV钢 2.Cr5V3SiTi钢 3.Cr12MOSiMi钢 4.Cr3MnVTi钢 n.Cr的分布频率 在上述研究的基础上,研制出三种冲裁模模具钢的合理化学成分，列于表1。

    表1 冲裁模模具钢的化学成分 　钢 化学元素含量(%)
    : H: r5 h4 g' H/ _+ U * k, s; l. S! m+ t. g6 T4 A- V5 V5 }+ M8 t5 S, K0 U6 V# V; T4 j9 M, P& J9 ?% r2 E$ A+ ~1 P; {% r9 L3 m8 g; j0 Q2 c% C# Q" g+ t6 O8 H1 }' a7 ^2 e7 E7 E9 k3 {3 m6 i5 x2 g# H2 c5 w/ ?: x6 A$ w$ {( m5 Z- x* e3 C/ `0 R2 E" l4 h# n9 w. _# p' ]9 L0 j1 Q) e' V! K+ I, ]3 g, t! l2 M, V l0 D& ~ H6 J' G2 r. m5 s% X' Y% h0 y% N; T2 s# U3 P& M: K/ T' S- l. }3 v5 h4 F. m- `! ^' d2 E4 O8 G* a, T9 R) x+ [. c, O7 V2 W# N# o- J- N$ Q) b4 S: O# g+ W7 ~# z, T* {/ |6 x$ w! a& w1 ~- v! Q) B8 A& k: P" K/ q W: X4 d9 C. G6 }. ?+ a% F5 a* Y! `4 ~. S. T* I) l8 `" X0 v2 e5 y8 U8 q$ c9 l9 v4 k$ [1 J8 x/ _3 \8 M. w, l1 Z" p1 R& Z! `: }8 [' U- d/ _ f5 N5 J2 B) u) i! ]( V# M# f( `7 h4 j: V8 v6 O" y) v7 S. k: N2 Z6 N3 u5 O8 \2 @6 t: k2 N2 [6 t0 j; C e0 b8 q1 E: S/ A+ X7 q4 D, `! o% x* V& S$ |& y# }6 ~. k* ]3 X5 N4 w6 }2 [, A3 ^4 C: L- C. T/ X( Z* T% b& E! G9 \2 r: E& }5 Y& w0 C$ i# Z2 E. S# h; k" U* U9 q; M# q1 m6 B& U8 u( ?2 p4 b8 j
( `. _" L: i* S6 \7 O+ V

钢

* Y3 _7 m* J/ B/ n6 \
5 d& g5 ?4 C, u( A+ a
 . ?+ a/ R h' H1 [& H! X, t7 C

化学元素含量(%) 5 j5 j1 [1 ~+ [* P

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1 Y& B C9 G3 j
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Ti 6 n7 ]; {4 k) \- n4 K

1 K. d: r A" r9 n8 z) T& J

! A. j' V* n F& e
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Cr3MnVTi # t {) }; B. Y* n+ q

9 c, t5 g1 X, z, `6 |% O; E

6 o# E) _5 Y l
6 P5 J! ^1 \1 V' I

1.15∽1.25 ( V; c7 D) z. Z9 Q9 s

# u4 Y) v& R8 ~, i( T3 O

$ q! Z7 B) G2 j/ L3 \
, N% Q1 L) g0 }$ D7 q* }( F

1.0∽1.2 / S) U# i' K1 d$ X% X* b! R! O( ^

3 z' s. J# G, u2 j" [* ?* M

( M' l5 l& ^# \8 f- T/ M
 , r: ?! L' a, d/ C& L8 J& [3 j& m

0.45∽0.52 " X- p4 s& }3 `! G; y( u( `% p* _

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& z7 C5 Z; Q& i$ h
 2 ^1 C1 ~; K& W! m3 z1 ]& W& K

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: A5 B" k' F9 o7 `, g
 % h5 l' g% {* F+ G2 n( T' B( v

0.2∽0.3 , x* T& p- \. T7 r

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, D! P0 v. |5 I4 H- p O2 c h

1.0∽1.2 1 s; g/ d# P+ ~) ^9 [

3 K9 k% X2 l) h7 T& ~$ @

2 j7 z. I" g+ [ f- k$ P1 G
' K2 K4 c2 b9 x+ E3 g

0.55∽0.08 - L" f t) L3 _8 M7 j' S

$ \$ A. r# ~: O% O- v: p

7 c$ R- b4 x( P% p, q
2 k0 @ W9 K& N" U, ~4 Q

Cr5V3SiTi 1 ^0 H7 P' ~+ I& h; L

. {& X( g! D" Q' r- c5 t+ P b

/ k4 u ?. y; k
+ u# q# {6 S, s- |( x n+ z/ T

1.75∽1.85 + {# g* W9 X' H0 P& F) E* y$ R

7 C- v" y: }# `" p2 Z0 o

, B8 B0 g X$ M/ ?6 {- A h, i) D9 L
 5 S+ v4 K6 v+ i5 z r

≥0.8 + A* u. o! X2 E/ p d* |+ W. t9 L

2 V: V/ J. F, b7 M

5 q' Y- E/ K8 N$ ~) W
/ ?+ l( ?$ w- `; l) H

0.9∽1.2 . x3 S$ X$ r" f- H

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4 b- g7 ?9 E; x) {
 5 m. K# u3 l( {1 Y) b/ J

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" b5 R; K# h6 c' ~' i

3 O) L7 ^% `, u- @. e6 d
# Z1 E7 A( ]5 @: S+ A/ T4 E

0.2∽0.4 ) @- ^4 v9 b* N3 i! Q! l f

( i/ |0 j. y8 V/ a. q

' E9 w. {% h5 t D( B, g
" h8 q7 A3 K/ x Q8 Q

2.3∽3.2 / D4 q' U+ l! P5 x

$ g1 U' v( ^! E

% D! S! y I1 a# x; B. d+ Y/ l T
 / o2 z/ V8 c9 R/ e$ x! R% n% ^

0.4∽0.7 7 |3 s& L' ^7 p3 ^6 ]

1 U5 c* L+ C0 u% `7 s

" j8 X* {5 D& A, D, J) A- h& o) \
$ Z- o. t$ I9 D# }6 ?

Cr12MoSiTi % w: S5 W" N, B# [, i

7 B: A z& b# ^/ z' ~3 V8 W

$ h: ~7 |! v/ l
, ~5 R6 N# N Y8 p: L9 Z6 u* `+ f

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 : g9 r3 e/ g% t

0.3∽0.6 $ v1 j. A! \" |" L% L6 n+ S

9 T9 y% m0 s) J& U5 K

, d& C9 P! q& j' W% b
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0.7∽1.0 3 a6 H1 P) x* v1 W( k/ g: U* `

) l* l" W( g: U. u

# f5 ]- ?$ M$ l( l/ x! |3 k
 * S# c& |! Q1 A) b$ [: l

441∽2.5 6 t: c7 R S0 Z; x4 O. o# y

& f; M( e0 ~, z/ n

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2 {, u* v; i/ l1 W6 b4 g

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, p+ O5 I4 e- f; y. Q

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 u' b6 [: a; I5 T/ t

0.4∽0.7

1 M2 v& z6 E& W8 w
4 u( @: S, f$ U3 c2 l+ b) {" @) i


    3　新型模具钢的机械性能 　

    已确定，在含铬量3％以上的模具内，形成碳化物较活性的元素与锰、铬和钼最佳结合，可提高模具钢在热处理后的强度和耐磨性，见表2。

    表2 热处理最佳规范和模具钢的机械性能 
    5 F+ c# Z1 Z7 D$ H5 s. a9 i6 d$ \/ S; E" f0 C8 @) I R8 m9 k! V1 ?. W2 s" X3 d5 T% J0 G* K' Z# R" O. L* q8 N7 v3 @, h( u" i% P$ F4 o! ]' g" X& x9 z) r; o9 Q" A# y2 ^1 g# k9 S+ r% ?5 W( g/ q. ^7 p2 a, o8 p9 E+ w! g6 w' v1 p7 T- x: l+ R! F6 `' O" Z' D2 W! v3 K8 |+ C9 L2 @' ~; y' _1 R4 o \! Z2 ^4 W4 r$ O* r$ s" C# _1 x/ h& N% r+ W" G: N6 E9 o, e4 m4 @( T) j) E8 U# E3 d5 A( D9 L6 A3 L+ N# Z! q) L& T( ^% k" w1 p, ^; ?- l( G8 k8 }( l) S7 X, W6 ^* j# z5 z( Y7 z9 W, ], E9 _( |. i* Z: g5 x* A; w) ?' o& ?. k/ Y( E5 r/ r6 m# r. o4 c% J8 x# D. [7 q! y B6 Q2 d. K' L$ N- a4 F& c. z1 i. Q) i' P- w4 y2 k% G0 M5 R% g, R g" i- u# x+ d+ X/ Y4 e9 K6 M( [9 a9 @/ J$ l0 q: R. {& a) {6 c1 C- y7 w/ e9 o2 I1 l! D8 d5 S3 [/ P) M- ~: B3 C7 ]( G& T/ Y$ [! G6 E6 E% A. q8 z P2 r9 C& q! d6 ~6 P* S7 u9 }+ H$ C3 b; q- O: H4 L, q( w; q; G( Y- k" K) Z+ g# D5 W5 x2 }7 M" i) q# ~% D# P8 L: @& J& n3 ~+ B. Q7 H+ Z
6 a$ H2 K2 K& D& u* @

钢 　

5 ?; D" b u9 @
: w# u1 l6 f8 _3 I, D# ]+ [
 % [3 R1 X# N/ I* i' m! x

温度(oC) 9 m4 y0 k; K& d9 ?, Y1 i. u

- K8 x7 L5 B; E$ M/ H

9 m L$ a- u+ m* U Y- }/ _ e7 E
 " ~( j5 G8 _% f, } `' q. F# S

硬度(HRC) * f) ~5 M/ t4 g* u! _/ a" J9 _

+ f) v7 f _; q3 e4 [$ q: @

9 S2 L- F4 R1 x
9 K$ d' L, s4 ]' x2 M) @

抗弯强度
极限(MPa) 0 d6 z- v Q0 H0 A& u/ P4 Y

- S! Z/ b( J1 q2 C% X3 }- V, B ^

5 B9 d/ d. b1 E/ E# g
 , |# L' _1 S# B; C4 f

冲击韧性
(MJ/m3)

6 k+ A: Y& C6 `# m2 _8 d7 e
1 {) b O6 A. x: j! K/ J1 M
4 y5 D, |8 y- ~. e1 D G3 Z3 r4 d

淬火

, m9 H' @" I) y/ d2 c7 m
3 ]" W; t6 S# A( z6 y& v. a3 F3 H
 ) V! \5 e( `9 P

回火

0 W" f6 ]1 }$ M% v% J; b2 `; N
4 H# k2 x' ?6 n2 F) W
) O& X" y6 ]& d; g7 B2 j( T

Crl2MoV 5 l7 ^, s5 n. J2 A4 o; w

0 Y9 k+ O. B9 @, C6 V4 k

/ J% I# ?) ^" b) ?) A
3 H( \8 ~- A7 P0 o4 P

1000~1020 4 ~) b- L0 C6 f/ ~

1 g' n. F4 g! ~: n

( C# A- d! t$ K# F4 r
9 j, T$ w6 J# t: t

200~220 ' ]6 B$ f" c& T: D) z& C; Q

0 Q: a4 S( e. c) E. p! S: _( f

7 i4 U% n- E$ ]2 W p0 b
 8 @7 Q& q$ L0 f) S, o

61~62 7 C' p9 T- }. F

0 z% k1 I( K. n, |

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0 o: ^- J' O2 Q

2700~2900 ; R7 G6 D2 [; E( r7 o3 W1 I0 C

8 H1 p" z* r1 c* I4 ~7 u' @

7 Y7 D& P0 F7 C9 T: U1 e* {
( Q+ M2 e! k4 c( s2 h

0.35~0.4 7 |8 o, j% f7 v4 g3 i( `

- S+ q( z- o+ X/ p

5 ?% i8 W0 s$ A' Y* }
! z: W9 e* Z! ?0 C# A+ \0 |

Cr3MnVTi - e2 L8 [. y5 B( K4 F: ^3 k

1 k0 ]* }9 L7 D8 D

; H" H: d) |; m9 ~. n! x& Y" }9 `' ]. V
 6 C% P |- j& V6 r( o( `

980~1000 0 C' r5 e: c! N. p4 C" Z: Q0 `0 P9 R

7 ^7 [* F& H& }

' l* T1 H" g3 t+ \6 U, F
 $ |9 r& c' m) B1 k0 X

180~200 % A; u" D* v6 ~$ s0 \

' _" @$ ?0 Z6 T# [4 w7 A* B

; J6 }* p- `3 V( o! Y
 ; G7 d8 K( ^( ~& _4 H; k5 a8 r6 t

61~63 * c& u( `4 c7 l* [

- n/ `/ C( T" w) G

" w7 a. f) ?# V: b
 2 g' O9 e B& Q, ^' p8 T5 G

3200~3700 , B; P" X0 ^# I( u9 S! |# R

: ~ w0 u* h" Y G# N4 }

9 Q6 D+ i- y$ K7 b
 / _- M0 q( G* D8 E0 A u# A7 J

0.35~0.45 # v R: d& J5 X: ~9 ^1 w

8 X6 C- F( R$ `/ G/ h; q

* C6 g* o3 H( I
( O5 E1 r: Y5 _2 K& n

Cr5V3SiTi . K0 ?8 c7 N5 n: j$ l

* x3 Q) g4 i* y% X8 I

! T8 F' F6 I0 B* J/ ~6 [8 N% x
4 d) B+ b! {$ Q' H1 R

1020~1060 & F: g& {/ w3 M* x. T. b

) p% [$ A+ a" p( s& Y$ e! v! M

; @$ j4 Q) ?2 X. \. K# n
' ^! a) d$ C1 G; o( c, p

220~240 1 T6 i- |/ L# l* E* @+ e5 K9 i

& z5 h4 f6 T1 X" R. @" ~

. E4 P' G8 t+ S4 B9 X
 + a, z1 E- ^! Z' z% Q v& R6 q' l

61~63 + a% H# m6 p- q

3 b: K% s& l' X

: @; E/ z2 s$ `8 K2 y; _0 y
' r, r' v h j2 N& p

3500~3700 5 @, f2 [0 _8 p K. l4 ~

( w! Q/ T& b3 R* V7 Y0 k. S/ R

' A6 s! ^8 S ]: d2 T
# T; |/ c; f+ c" t: A& c

0.5~0.6 6 V, w+ m0 b5 r: \

$ x5 W* I ]6 S7 c1 [ [2 j. D

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Crl2MoSiTi + [: v# z8 b+ [% P

. `! g2 k- N* V8 x1 @. Z. A

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 : Z: E, B) V0 q v

1040~1080 ) Z! o! X# h. P. ^! m

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' b! Y3 _' h& P" J' n
# c. n) k' T- ]9 Q

220~240 # ^7 N& Z( |& v0 U* L; Q

* o) j0 D) n# h0 F5 `

+ q$ M% s& w% E$ M; R
 ( N: d- c9 m- z4 I. G( ]: s- a; j

61~63 + O: L* \9 w4 z: Q$ ]8 a4 T

) {) R: l6 s# Y: Y, c1 U4 A( y

C4 s$ Y$ j5 S8 `+ _
1 y" P, j& k9 `' t

3400~3600 : q' O" A$ e$ ~2 N% s9 E

, L, p: M' b ?4 `# H3 H

: M0 c+ ]: c0 c3 W5 T
" r* w. P# ~: m

0.45~0.55

) h! o* n0 Y8 H! V7 q" Y9 |5 U' X, b# t
. }" c( E# y0 y- i


　 所研究的模具钢在传统淬火后的组织，由马氏体、残余奥氏A残和碳化物MC所组成（见表3）。当不能保证所需的临界冷却温度情况，同样可能形成下贝氏体类型的组织。回火到工作硬度60~62HRC，将导致残余奥氏体的部分分解和碳化物相含量的增加。淬火和回火，组织的各组元之间关系主要取决于模具钢的化学万分和其热处理规范。

    表3 模具钢内组织的各组元数量（%） 　钢 退火 淬火 回火 马氏体内的含碳量
    Q9 D! o) f& I- Q M5 j. u# t% X* D6 W. ^0 y4 L( K9 o: S9 @& T# ~9 I, Y& m' p6 Q1 H$ i# V0 O3 e3 ]* J* K& k' ]$ ?6 C5 m9 Q% H$ p4 a: ]% I0 ]+ I: m6 O3 R, W* s8 l2 l; v5 d- A) b8 r3 [- y& ]& W. W) u2 H* N7 n1 d K% s1 ~# k1 ]! ]! q, r% |& ?9 F$ ~' p( x' `' } ~$ h J) ?/ F4 A3 u% J! n0 a1 B8 E P3 y# P; K% p T9 u8 `# O, F% P- A9 k; p" ^ Z' z3 C: Z! i, y; c1 H; a' X$ T) H% ~6 F$ y5 B1 N* p; {9 M* E" t/ s- X4 T: r6 l$ P0 t/ F+ q8 w# i. j! f2 Q; P4 @* ^! g: ~2 T! s) ^! {9 d: r: ?/ p+ y0 A+ ] h+ A3 U4 K+ }! f" `8 x! j. T4 K/ E) l5 N( R3 F( y8 S# f& n+ q+ A3 L( q5 _/ b3 j. C8 k% o# N$ l+ {6 L( w6 [7 @' e6 r1 B8 I4 W# Y7 a7 m6 }* p4 N$ q* B8 l8 J/ k8 i8 U; Y' [" I5 S$ j ]+ K3 P! G: H; k1 v0 _3 c) c& M) w4 V5 H6 U, P) o. Z3 ]* D2 ^: P- @7 I0 g1 Y0 g$ w" \! X; [3 a7 M: s, A6 C$ u" {) n8 A6 s! _4 H. U9 z2 A& C% D6 Q5 Z$ m; K6 L( M- {% _: y" A5 |5 O+ q8 ~ s, V' o( |7 q0 e; b- u8 X& @7 h: a3 c7 r4 H k0 O; {! P5 V# n! i
. N) Z2 Z0 h* C

钢

, ^( C/ f) L% p- `5 M9 _
: R* I7 b _( D
 / L' y6 t$ [ ^" r

退火

' V$ ?: _9 h5 K; h9 C+ k
" h* f1 _6 {- _ T1 ~3 g
 ; c( ^+ X) p4 A7 v, C4 P8 n

淬火

+ ~" D' n Q8 a6 U& |5 L& n3 [' k# v7 R
3 Q& q- D; c& o4 W# V6 ^
 1 e% I0 y% H2 m# \5 S, G/ b

回火

. J( c. ~# }8 e- w1 h3 u
/ |5 v+ ^7 q1 k4 R; F+ f
 3 k% K7 P2 _1 }! R

马氏体内的含碳量

+ @1 l% B5 K. c _' a
3 A% D8 `5 B, L$ N1 L9 d
, |5 @( C. z1 L9 m( [7 J4 t+ r8 X

MC ) r3 |$ @& L; k/ v+ k' q

" n8 s; F$ r6 y7 H7 }

9 |/ R6 f1 {6 |% B+ Y* s$ o, N8 b# i
: ~7 ?, J0 l& z% n, T9 A) N' L

MC ; ^% i7 p& w! N* d+ A; M3 n4 D

7 x# _" I$ l6 f# L

- ^; D3 r+ ^$ d3 C! k
 * l a( w) Q/ {4 i; n3 I

A残

. M6 C& U# {/ B' d, M" [5 i5 D* K
$ x5 P% G; X; Y$ D* M0 q# [% x3 C) @
. [2 G! y: w8 v

MC 4 K2 Q5 V' o- M8 d" S1 _

$ W$ T% q, l- G& e* h

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: s' J7 `" N; t7 ~

A残

: V1 X% D- M6 W2 U
: A, |5 A" l" p( j! Z+ |. M
J a& a" m z; k1 `/ X

CrMnVTi 3 ^" |( x/ y% |( A

* t5 H. S8 U0 l8 R

& v7 s4 m8 P& \
 $ E, p% Z" @% @5 G& T, @4 X

14~16 / o: _; z- ]& A# l/ ^4 ]

! C3 z9 G7 O5 u' f: X, K. c

5 X+ q% Z9 ^8 A+ j' G
# d3 Z6 M( Y" h! o3 K8 I$ {8 p4 g

10~14 . ]0 _5 f6 l) T" k5 ?; \

% ]- p0 n/ ?1 R8 j/ m/ D: g

) T/ A; i+ V A0 R; T5 b
0 d& Q7 K7 ~) T

8~12 2 Q' A" F1 ^2 `7 S' X

" F/ Z$ r( v0 l

* [+ ^7 p- o! R
 7 N$ S! o0 z+ A( k0 q3 k) B* B

10~15 7 | Q" o+ W3 c$ t0 T. |& a$ ]

/ e1 t& V& K6 E7 _0 q

' o/ d: w2 W( v x5 [9 d, L
, E& B c; ~/ m0 J

6~8 3 d& O% Y+ E8 d! }/ D$ J

' i. Y- Q% m; f( u( a g& |

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+ ~" @4 `2 u- x$ d% {4 N e4 b

0.24~0.29 0 S; D$ a$ t& \0 J

) {1 M; G4 s1 h* m

& t- ?) H* F0 K* x, k. e$ [
1 Z5 z3 I" Y/ s/ s) C

Cr5V3SiTi 0 O; D1 e0 q. _) `. \

" L* K! h6 C/ \

5 ?- R: B% M, n4 Q5 U
 ) G; l- ^- b( m

18~23 & t( \9 b9 x0 u% G

: j$ q3 b# @' z3 J, c, }6 q

' L1 }) P+ f2 ^
 0 L: k8 z- j1 z$ g: f* U" i+ a0 u2 O

14~18 - A9 X9 W; j( i

5 f# } ^- Z; u0 h% k) w+ {$ ^3 G

: n) w- T" [: K2 Y/ q3 \. Y
9 R; I2 I) D& V* f `! k. D( o

15~22 ( j0 b5 k2 y& ?; @% @

8 ~; }0 ^" s0 F" L! d0 T Z

: X0 W0 q S4 \, ^. }
 1 C6 a; E5 [% [$ _. L0 ]

15~19 - B3 _/ n/ Z0 l& U5 M

% _9 J0 l* K% V8 @- y/ o" h( Y2 \: \

; N5 z6 J$ l) _7 R
 , S/ D( w5 c; e$ n/ n

5~10 {8 X- j8 N' x1 Z0 K% S

" z4 ^8 j% X( K! F: y

" _ c; q& c- {& c
 ' h" d2 G' ?; G% c( k8 \; q

0.25~0.30 5 y2 O1 O @& F

) k d. t0 D8 C

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5 u+ k: u: t$ C( `2 d

Crl2MoSiTi # K" ~( n' V( z6 `; ?) ]

( |) S3 \3 J4 G

% o" r! g* @+ i5 \+ u% S5 d
% s- D c0 ^5 t3 l

16~22 8 u5 G: D& h" w- i2 O" x% s1 X

. s0 }3 I& r! m( b" z9 b

" U( w% q. f/ c: {3 C" S& ^: O" E
 2 w' }" g% R7 S' {

12~161 ) [$ w4 M+ ^/ Z' Q) l

) ?& a; @" w) D

9 z+ W9 K# b! t; x$ _( M: r+ {/ z
: `+ f. F! U9 X G6 A( B

18~24 ) P# p" i" }6 L4 N6 Z

/ {3 U1 V! _% f8 l7 G' |8 Z6 U

1 u- A! F' [5 s. L! \
7 o3 R; x: d6 K8 p B/ i# E$ ~- U

13~17 + y, m: a* p' u

5 h/ U' ^$ J3 ~% b

. n5 p# }3 `8 ?! d, F1 b8 ?+ K
4 ?8 H c) m8 d

5~7 ) D0 o8 h. C* {" k+ z1 I/ P

' e7 Y8 i6 P* |6 N0 K/ G" e

) I) U) V l# Z% c
 ' _& a2 L: l, B$ Y: C% }6 E) r

0.23~0.28

, _$ l2 L$ R. i5 I! ~- H- W
4 Z9 _" R+ S. { X


　 已确定,阻碍碳化物对钢内实际奥氏体晶粒长大作用的温度区间为1000-1200oC。实际奥氏体的晶粒大小将显著影响到马氏体的分散性和在淬火和回火状态下模具钢的机械性能。 由于存在碳化钛、碳化钒和二次碳代铬，故在淬火和回火后被研究钢内的碳你物相较Crl2MoV钢内的分散，见表4。

    表4 模具钢内碳化物颗粒的数量
    & s7 N, \* [+ a6 P" i0 Z j/ S; e/ _$ X/ B" G# Q; K6 a5 d6 U0 ]2 m0 W/ X! a, `/ s1 u& g4 h+ B& C# H2 i. ^9 z$ f, E# H0 O8 u( A* H9 G2 ^ o2 v9 F" x/ Y9 K2 D0 [ q/ k- m0 O/ P# V6 X6 ^+ Q; W6 ~4 R3 U. ?4 y7 l4 h) b8 J. h: G% [, k$ b* m: M* e; h0 z) @8 L/ a( v4 {6 C P" l- |; V+ p u/ V6 {; C. G- T1 k& \) E% E& o! \4 s/ B8 U0 B; _- W3 n5 ?: y+ k8 C( j% F5 v6 o* `) l! L1 v" f; B5 h! I% l8 a& a$ M2 R+ L' K; _2 G; X% a7 @2 `& L$ Z7 v! F: B2 j# u0 L' x2 D5 R& d. D! z* o6 ^# x( z0 o9 p; O. D; `3 c! ^5 K! [ u1 c3 F# Y, S0 o; n) g; u9 f! y% t' K1 N7 [' g" r% x: ]7 z. X0 t2 I" c8 m" g1 [) K& [8 L3 S: j F+ X* Q$ ^, ?% ?- M/ _( p9 h# a w5 l9 E1 g: A( V% _. E2 B' u" o8 A( }3 e, j5 D* K$ F* B' J' K5 [1 t! t, h3 j. B4 V3 ]5 k. c# B C3 ^4 t) J& [8 b; K9 H T2 Y8 @ G6 c2 `! P, D9 @- k- b# L& G: @! `6 v0 b K# B0 C" c Q: n# A/ n! G1 A$ E1 p4 a. s) }: A" g4 c- x; |# g& Z6 k; |1 E5 c8 j+ C& M/ h( _# F3 o& k |" b! v- D# Z6 n/ r: r* J' U0 Y; {: x# a* @! s( A6 Y+ _ J: j, J8 c U6 a9 @' E. _+ z, @# A6 X/ z$ M( ^6 K0 v: L* A: O5 } L$ C' L+ [+ k9 p0 e9 P4 ~7 ~+ x: C8 F m' L3 g) a# ~& x5 {+ O: F, W6 P' X/ {* \% {0 V2 {# j7 O2 y$ s1 |. M1 F) z/ i. I; _% ~8 T/ j" p+ ?2 ?$ t1 \4 g( a# e* s' w8 T4 ?1 W' ?8 m3 R$ t9 X5 L8 v T) y1 G+ c# M- X1 K/ S3 l9 ~' [2 z9 [1 u7 d6 v Z j4 @( A4 Z# n$ t6 b2 |- a& N9 U7 h4 k8 s- Z- K
7 T1 N: f- ]- b

钢

: i1 l. b: t' B) q L. S+ X- P& T, S i
& }& C. }9 R- F8 O2 R0 |: \
$ L6 h. W/ `+ H, x0 G* _& i0 u

碳化物数量（个）

* ~) N, W6 e( G6 j8 z! {9 K
' F! I6 s$ R, @/ l) p5 `0 c$ S& ]
# y ]0 e; H" f6 g( }

碳化物总量(个) ( y! x7 P1 U/ u& t: ^

. _; ^$ c2 J1 T

. |% J ~: d7 g8 F: ~. n
 / g' f; i' x0 [! B4 \

碳化物的体积(%) 4 k8 ]9 c4 e% \: f. y" B. o

. ]! W2 s* N3 ~ c& a

, ?, u* w1 k y
+ n. R7 b# ]) d3 M/ P& O% t% A

碳化物颗粒的尺（μm）

( R" [$ H+ ]# R" g$ G; `
5 I8 S6 E; }& ~+ O E. }
. X2 j' B8 j" O5 r/ ^2 c0 L6 |

<2 6 N% U! b' B% @. y4 h- ~% v4 n

6 f6 Z: E6 y/ I5 J" ?$ U4 z

7 n& e: b1 T4 D5 @! a
- R" F1 p6 _; q# K- o/ n3 A

2~4 3 K7 b; s2 u' `" ?4 b+ R

6 s* m- C% K7 A4 v

4 ?. G. t+ |0 i1 e( }8 R/ C
 , P& h6 v$ _8 [) N6 x

4~6 3 R. _* X8 l5 S3 U

! p5 q! D- ` j8 B' _; Q7 c

) w9 e+ @" y0 y
5 E. Z8 r$ \0 |

6~8 2 m. F0 R& y: r: l) U

! g s! B8 \' t6 n1 z) P0 |4 O

5 d5 \6 c1 U; S; D/ Y) A! {
 4 t: h. N6 D7 w3 ?* S# N$ D

3~10 " a! y' v( p4 M" O

2 L/ ~2 u: o3 Q4 U' l

. C1 G! D3 \5 D. D
: z/ n* U2 C3 J! ^ k- |" I5 p

>10 1 [- n% N. d7 v3 H4 e

7 @* p: j, l" ~# u

6 C6 o! g# L; L, u o5 `4 I
) [/ S9 d* L1 J0 u$ p2 t3 n* d* A8 L

Crl2MoV - T3 S5 E* `& q$ ]* M+ o: u

4 p% C# ]2 e6 T, c

' @% i% F5 r( Q' |( I! B
 / n) H, q) a6 _% F# t: g e

1502 $ b. W! i/ G# d' }! a* @

$ n4 b. U7 Y S/ [. `, v

/ |9 G! D" u1 X& [* h7 U
 * |7 P1 S. H) r/ C

586 3 s, V6 L" Z# G3 F5 q

% ]2 c' i: p3 M0 h7 e# H+ H

. i8 t# h( F, l5 H3 b% ]
$ K! _. r) V- Y* Q! M% Z

597 ! Q& V6 J& Q c; j) @( _! n z

0 H+ z& T1 C( Z2 I) A

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312 $ p: u( ]5 o" ]- X+ _

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2 w: U0 r& z. h* Z

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$ k4 }4 T7 @( b3 `
0 ?3 Z/ N9 W4 x1 s5 s0 I

Cr3MnVTi 1 G9 T, @$ u5 F$ g

8 V Z9 O- g4 k, Z$ |

2 Q) Q# l' X4 F* v, a, U* W
, b4 `; x* {# |* a9 B8 \

1397 6 t1 A/ x( q% i8 L) X# `- d

8 @" O/ p. q' [( G- |

4 d: Y* P' E$ [/ x R5 z- X# |
 3 R* g( q; |! z8 h

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/ V1 ~* P5 H G4 K, W

132 6 m/ p+ P" |( V/ Y9 E2 m

& f( _' w- Q5 L$ p$ @- R/ f! [

2 F8 y4 H& O" y' h" ^
 2 v# g) w8 e3 P( U" ~& X

103 : S* O3 |+ q: E" W4 N, \

- Z& o& [6 f, m% A9 j5 m$ O8 N

9 }) d- Y( x3 m9 r# x: U% U- h, V
 5 [& u5 ^0 \1 O1 b7 C. z

63 8 H2 v% \& }' _8 |- ]1 {

5 W* k9 G. X/ e- q, @1 _) p1 L8 g

+ J" @( `& Z+ v+ Z
! }. }6 Q3 L! t9 ?( H

2922 # {6 |' x9 n$ K. D+ {! n

_9 p* w! X; O9 a9 g

- q6 L; n( `: u+ ?
 & s6 @& H2 U6 Z% i* R

12.0 . r. G4 x2 T) A/ U& E

- Q. ^& V' a- j; S9 w

l ~8 X7 o5 F: }# w. f7 m
) S6 m1 [. R! k/ Q

Cr5VSiTi 4 f7 W' A; w4 I( G) Y, |

1 V$ d3 {# E( V

$ e6 s# V/ Z% |& c; S) |
8 V7 V2 v8 ~% I* o, ?5 v: `) \

2346 0 S, n. z( F" y& V9 L0 ^

3 x0 Q7 y+ R/ T) F# _8 F

& ^# N3 Z, l" G, @
 6 q7 w2 f1 _! _8 i3 Z1 G7 N3 `

787 4 w0 [6 d/ W0 y: b

6 G- z6 F0 ?: F% c

7 T) D1 P8 l% ^
 : |( b8 l3 M7 E4 @% K* b

292 . c, z6 h N5 b$ U \$ y

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264 7 P$ Z/ S3 V* L; U/ d3 t w$ ~9 Q6 z, g

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8 S$ x# g7 H" X5 I3 W+ l1 Z
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1 X2 a+ y" W$ z! h" l( D( ]
/ ~, G: w9 R8 L( d2 P5 g4 ^7 I9 g

76 & v5 S: n5 P, j& b% j

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: M7 l% E3 U W7 p

18.8 9 h. S/ F7 N* w8 S1 h3 F

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3 j4 I7 X1 F# o) \$ F t! E3 E
3 X" y) Y+ B! S) F: {: ^

Crl2MoSiTi + n, y! o3 {( Q x. A

+ j1 s( R/ x9 Y8 P5 V

. D- d3 l/ U8 O: U
% a- a( m: f3 `* H1 I

2513 4 B2 E8 ~/ p+ U5 Z+ M+ O& F

- Q; t4 S# [7 [0 [) p

2 i( A6 H6 J4 f
 - @* p3 m7 V8 u

804 & D- K9 g, v3 }4 C! v3 h

% @2 e! W6 S( n

) J, x: K: L, c0 c4 @9 O- S% y) G
+ E4 g% O' s: B8 w. W1 x

308 , J/ P2 g9 N F' v2 R

. C/ \" r3 K7 M. k( {5 N5 V

* y3 G. Z0 n X( X6 C+ @, U
 6 J; s# x4 K7 `

204 4 y! E! o) s, ?3 ?0 M- ?' f; _# l

2 S* ?# X$ o3 Y2 S

' x* P8 {% P8 y! q- k; u/ X7 p
5 f8 T, G' L( P- k. h

233 $ ], s. f9 v' U/ x9 z

% e. j' j# x. N2 n

+ z$ Y9 d( q* V/ A8 j8 ]
8 a# t6 b! b# g

133 ; e& v$ Z+ [7 G4 \$ T8 ^! l

. z# b3 x) } k+ \$ [

5 V5 n' C- ~. S% x: Q
; P$ v: l2 \% Y

4162 2 i& w. c: C# X7 ~" v# A

! h8 M8 H+ s/ a

' B9 O r6 w2 f) b0 H
 1 [6 x0 Y# {; P) d# s! l9 C

20.9

# A* O( v/ O8 v
- B* X4 B8 P/ w- K


    注:该数据是当每个视场面积为0.25mm2时按10个视场的平均值得出的。　

    从表4中可同，在Cr5V3SiTi钢和Crl2MoSiTi钢中，碳化物含量较传统模具钢Crl2MoV内的多。在Crl2MoV钢内的细小碳化物数量（尺寸6μm以下）占碳化物总量的72.4%，而在Cr3MnVTi钢、Cr5V3SiTi钢和Crl2MoSiTi钢内的碳化物数量分别占89.8%，88.02%，87.1%。这与表2内获得的机械性能很吻合，亦与表5内的模具钢的耐磨性试验结果和抗压塑性变形的试验结果相吻合。

    表5 淬火和回火后模具钢的抗压强度和耐磨性
    % F9 v q; F$ K, c( |& z7 V8 `. Z/ p5 n; V' D F* b K# i u* U+ ~5 T; `* L1 q4 X* J/ b6 r; @! A I h9 ]* f: w1 W2 }' n/ @8 y# N8 h, M' d+ C" Q$ e0 z* `) A4 _3 [# c2 _, x( F# N# K& s6 o. d- l2 f. N: G3 @1 M6 r# m, ?; Z( c, y( T. U# Y" M( J8 I( p/ L: y3 j" m8 W, o7 h3 R" c) @$ ? o7 ?# f' L9 u- _9 Y- ^- O% m% q+ Q, ~) B1 E" h9 D) ?1 m" l+ H$ q' k* | p& b; l+ H8 T7 e9 Y1 ~; U- ~- K8 }! u9 G4 v+ j* {6 `2 O& n, L- q' i7 H d5 f9 p& ]/ L* U1 A" _8 ~" {! g) V: v/ V7 q. ^1 [. S0 b0 ?! U/ s. S$ I' Q+ ^/ B6 Z. ^% d- b1 G/ s7 |' T$ z$ x8 F$ M7 T( B( B+ h% {& V# ?9 y/ u" f3 ^2 m: x+ s! @- U7 j2 t ~3 v0 O% M$ F$ _/ S% D4 d1 |6 z( U' A$ I% N, ~8 ?7 O. H0 X H# T) L& t7 n; Q! L* Y7 ?6 E8 Z( P2 F1 B0 M/ U! R; K' W ?( y9 d5 y% l5 ?% i/ {( v' f2 y8 Q H, b% N- g! n7 T- f! L) I G8 n L) _/ _% P$ Y) n: D0 m6 H: V) ~8 z. |) z1 j0 h* }+ N! d5 u- s w, u+ \" `: d' o8 \$ u5 w" A ~6 n) V+ p' L4 L% ~7 c5 P% b6 x i6 K# _2 z. X% L8 }; n: L# T% e0 }" Q9 y2 t
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钢

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硬度（HRC）

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σ压
（MPa）

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相对耐
磨性

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# U, |* E! I, q5 _' S# d# e
& |9 I( m5 T! j6 t) F6 D

1.7

8 b; r. y7 d" J& u$ t, b
w$ ^5 N/ V* ]/ f7 E



    在所研究的模具钢内，细小的碳化钛在淬火温度时无热动力性将邻近段的元素溶解在自己内，故可促使碳化物周围微体积内保持相对的化学均匀性，从而改善它们在金属母体内的固定，也就是可提高模具钢的强度和耐磨性。

    已确定，Cr5V3SiT钢和Crl2MoSiTi钢可使所需使用性能完全保持到回火温度500~550oC，从而可应用于高速压力机上的模具。这种模具的工作刃允许发热到400oC。这些钢种同样推荐应用于工作在动载荷范围宽广的模具，以及使用在高磨损条件下的重载冲裁模。

    Cr3MnVTi模具钢可用来制造轻载冲裁模和大批量生产电机零件的模具。
$ D& V7 n" P2 M; T4 Y- ?
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