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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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7 C" X9 n0 U1 H. o/ ?0 }: N1 E: L# ^, Q" ~& p( b; d$ }# H: _5 r, z1 L+ P
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(%)
    . X* ], w& T0 J0 _. H' S1 d ! ~* J+ @! C* Q8 N3 y3 @3 s0 f( q- D' [- i* b) d v8 A" u. F7 G5 H `, d7 O- O1 V2 F7 c" | D; C' n6 F& J2 L$ B+ l1 C9 V0 J! |) y U7 m9 q9 b* G! ~6 @- D& `* d& n4 P: s% n8 z Z" V" ~# S4 h! U6 u$ d0 {" |/ l. V8 G* n8 c4 R* a/ ?0 ?" ]2 v7 v/ ^' V( S. \( A, L6 F- j$ x5 [8 a% b- O6 ]- l7 B' l; I6 k t |$ j4 y* d4 [- g5 d! g% p% |8 Z. u/ e+ n/ }- A5 C7 T4 T f( D3 {4 U2 c6 L1 W8 [4 z! E9 Z4 I3 @* ]/ F2 b6 k& U. U/ n: U. |! m! M* @' @' u9 f: m. w; v9 Y( G7 J* ]# h! N) ^) g3 _! [0 X. Q3 p% k6 X% |( L$ [6 F" Z# n7 K9 k3 }. R9 J' ]" n9 g. M0 B! W5 n- g' d* _9 N' y4 \) u9 m4 O, L4 @3 y: O0 M4 h) K1 q- a' q6 n7 h/ ^4 q) Y' H3 b! o6 m& E( _5 f! T3 j9 P( ^- n9 V; U# [! _' y- g \* T# r0 R, J7 }; ?- m7 ]2 s$ g+ ?% i0 u \$ c3 Q [* G1 f; ^* e# q' O3 P" y2 _( W! H9 {- d/ U1 `$ O* \' i6 R: b" i F+ r, [" {4 o- L$ f6 {9 B0 o" G7 d8 ]- f( J7 r# A. M1 K5 h" N' s6 |# W9 I6 ]; y8 j" W+ ^' B# Q. I) }7 V: ^, L
, m3 Y8 a, D6 K5 r

钢

2 T* b% V; j% u g1 y
) d, v& t5 ~$ @ ]: y+ ~
+ y: U% L. d8 p5 h2 k4 C" q! B; V* r

化学元素含量(%) 9 N' _; N% U1 z# r4 d3 k( N

' ~" v8 ^/ ]6 h: c( g

\4 N1 w7 v2 d; I$ x, u6 V* \
8 L! {# [/ k) [ t5 R

C % @, ?- i; ~' I. w# K% ?( b

: c* A% o1 C( ]2 u) v" e

" f v. ~/ e4 A$ ~' `- p$ |4 S) k
/ {. T- Q. q$ J; S' ~6 G' W

Mn n/ T8 n+ _/ E1 L5 @

0 L: R0 M: \# S! [, `4 I! H) R

2 `' Z& H" v0 h8 ^! \9 V+ ]. t' ?+ M
; W- `" u; z2 K+ T$ L( K$ \

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- T" L5 y+ q8 d) _( E2 S

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- X; M) n$ U5 Y# ~3 P1 o( m' K7 |

Cr % [ ^6 `, \5 S& j/ D) B

, _9 v+ v! @% M7 H/ |3 `1 Z

2 a; K! ?5 C6 G
`1 E; O6 C! @7 n

Mo ! E/ l4 z2 N( z/ f

( k0 q1 x( c+ }6 Y5 K8 C

" q! |0 ?2 \* {2 b
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V : P3 z- w/ i6 C4 O% O" f6 |

" U$ M: a+ t( K

3 F, R& \& p. p8 j
 / ?, \3 A; m# c. g* ?2 @, I

Ti ! h! k% ~, E1 e( ?: R9 n. k

# x1 d& X! d }8 ?, D0 S2 g

- Y3 N2 ]+ _+ r& J, F- `
: L/ L% n! c' x0 \/ x: }1 f

Cr3MnVTi 7 w. j* s' Z# p- I. n! L3 L

& h1 B) S) T5 A! u3 _/ C

9 {$ E# l" y, {- L; Y
 ) b1 g9 b5 X9 n

1.15∽1.25 9 S* G* _, z; ?$ h

+ u6 |6 i4 U6 c* x8 _% F

( D6 i w/ x( s
 $ s, X: Q- |1 d a9 c! K

1.0∽1.2 # V$ Y* b/ c; ?/ k0 T

: |0 |/ v% Y; a8 m/ ]0 e

w$ L# B" a6 C
. ]3 o; z7 {! b3 D

0.45∽0.52 ) W# f8 `# r- n$ c% P8 k

1 o0 \! Q* Y( u- O

6 Z! d, c! w: r+ {0 W
 # c6 t+ R* f( g4 S" u" A; `: X

2.8∽3.4 % _5 k, |6 u5 {/ A- U* ~& y/ f

9 [) t* {" Z; M3 r- V$ e

1 G' [+ u8 m2 \! ~0 `
 ( {7 U3 E+ j4 {& I: Z' I

0.2∽0.3 $ G1 _; @( N+ }; g h0 H% \; V

1 |; C9 p3 e, M& U0 O1 p% _

$ h3 R+ l$ _5 a5 B+ @
 + t9 T8 C2 P! O7 ?- y6 a1 f

1.0∽1.2 $ \/ O. K" w/ C' q* V7 i7 p

e& N" [) s& D0 X9 p7 z

( T1 k( N6 E/ f* v) X
 + B2 @1 H5 j( O4 ?6 W

0.55∽0.08 6 }3 ?; D; b" g2 V4 _3 Y

! k, X9 p6 F. D3 f. ~

0 P7 X/ u5 H" V: l2 p
8 s+ g: b) a7 T2 u2 n6 s+ B

Cr5V3SiTi 6 g3 Z. c7 i# _

K6 W9 a" ~- W+ I5 w5 |. P" {

) t) t0 y u. x: ]0 o2 z5 ^0 S
 9 U3 S9 e; e% Z0 K- V) @+ X

1.75∽1.85 % F& ~. k; o/ h/ e" S5 b

+ W0 h( x6 F' [

! }3 `' D/ B q0 Q
4 y0 F) G v* Z$ v4 P# y

≥0.8 & L/ Y+ d3 l7 H9 K$ D/ k

5 p: C& ^$ v! ~+ K A3 z* O

5 ^ q( [* V5 j$ E! s
 , ~: b" E- I5 v: I( f8 _# A

0.9∽1.2 0 c) K' l1 Y# f1 z

2 O6 _4 Z! L9 ?0 l

8 O, N! n1 c" M' |! K0 t
 3 B* L/ M5 u- |: {

4.6∽5.4 5 e8 }0 P7 [- y2 f2 {2 Y1 \

, `$ U% a. j* f: s* ~

- T: h; `, ?( _1 n* Q
8 ]5 c9 c& D" z* L3 m

0.2∽0.4 . o! n- }$ x/ }$ J5 v

2 J) A2 L% k! u8 o4 f$ _

2 V. p7 d. E$ y0 ?
 9 k n: u$ ?) {' |3 `7 ^. L

2.3∽3.2 - @- S* D2 \% O% F' Z

) u# p) H: }5 [* x) Z9 w& e

4 Z3 }; l; ] n
 3 {# E+ C/ L* F, @3 Z( I6 p

0.4∽0.7 / o2 _6 E. M, s3 d% v5 W. [

8 l: L+ x1 b8 M' U& ]1 A% u4 R; Y

C2 z5 z3 K2 ]9 {& W) a+ W
* _+ Q+ B0 ]% L3 c: t; I

Cr12MoSiTi ) J$ w) P1 z. ^

- V/ t+ k! E3 J1 f# C

9 N" C" S7 D+ z% f, q
" w3 ]$ r# {$ G6 ]! ~

1.75∽1.85 3 r" C9 c, M! X% S

3 ]9 W& W+ [) @- R8 E; S

6 E$ H3 l+ z+ R
 [7 x3 S: N/ v$ |6 n- v

0.3∽0.6 , }7 f6 ^" d- ^& u' U( Y& Y) f

8 `" R' s4 [; ~. d) J

' `* j, L# x) L. H2 E% o. C
1 G3 \! ]6 H, v' w% x+ R4 D( h

0.7∽1.0 - c; ~! I' m, M& s. H4 c( ?

2 H8 b6 v, }( V" y0 ^6 {- P9 `: ]

* h' e+ p3 z1 f5 x
/ K5 K3 Z) L2 s

441∽2.5 $ F: |8 R) @$ ]7 @6 H: p9 X

3 S: }8 q; v- r, K7 E3 R4 _ A. M: R& ^& h

" w+ z: f8 M& y2 M7 _2 B% Y" u
6 \/ Z2 J/ `+ Y% p k

0.65∽0.95 - Q- _1 j, Q- L+ l$ O/ ^

# ^8 A L0 J" n5 k( s

4 E {5 t* j* S
 - G6 U _- d2 y$ i& Y. Q6 K

0.3∽0.5 ' q; r S4 j3 b& B0 f" U/ w

# G: z! \" @8 q

: a& M5 I7 Z0 E: r
 / D2 k$ d0 X) Y' ^' {& i4 K

0.4∽0.7

$ M6 }- S: O$ b7 u* J8 O# b
- d( p& w2 T" [" K. `7 W/ S


    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 
    9 J0 |) H! |/ t# D$ Y. M 7 M- u `8 F) J. N: C" K% a6 z1 C9 v5 y3 t% y, B* A2 O. E1 H, T9 h& t+ s8 L1 V* C1 ?$ a C5 b P; ^& h6 b5 d$ `; Q- c* w5 [5 G3 N! }; d1 P4 l* {, h3 A, i1 }% \4 }% |3 r% M) r+ T7 ]% s/ {: ~# M8 ]: J( j% Q; x& t6 i5 X2 O- ^. ~3 Z0 W' I# V+ Y7 O1 z9 B- P, r, ]8 u' o" P& X; z$ l p+ g @- t4 W8 @: q& i7 Q: H/ ^ I( e, W7 {" [$ [1 a/ Y# A" r) n7 @; l- ` \" s) H6 l/ l E& \' U9 Y% O" m# W+ E' P+ X ~$ f: Q9 \6 U5 ~1 A4 i- l$ x8 H' H: Y& L) \; D2 B' y' T, P/ S. l: u+ `9 D0 T# Y# T& O9 ~. ]8 ^# ^) r. H0 C! Q7 ^7 n6 D5 t: \" h* j0 m$ {8 E* _! i3 D2 s8 h$ R9 i5 J o6 y7 l1 S/ @/ O' f* H4 W& O8 N; i/ G6 a; T1 N6 b) x4 U+ ~% E7 _; j1 D4 a6 N6 _8 u- v. z+ L7 @+ {. W7 `- N; n) I; w5 a h! H! B) `. {8 v Z0 O+ [ [& R" e. A1 V& i j# ` [! R# C7 p) x' Z2 c# J# o( y! p$ p f6 ~+ B8 F: j z. K) o* `+ ^' Q! b t" h) d6 |! {! k' @ U. M) Q# l8 j5 D7 K$ H% i- k: k; L8 y
7 p7 Q$ N: D6 Y8 m. J& K+ N8 j6 L6 H

钢 　

4 d5 s n( g1 T
% `2 n8 M8 Z( u+ a6 X5 x {5 ~+ r
" p4 e1 G3 G- q' Q

温度(oC) + x1 ?6 ^; H7 U! [/ R! {4 X4 K" s" T# N

2 E' d" ^: ?0 L5 X

2 c) O0 y3 Q6 D$ s$ s
7 m5 g3 e- i! ]0 t5 t, r

硬度(HRC) ! @- |8 R7 j8 m; y) k2 Z

, c6 \ x2 u3 C( N" U

7 H5 W" M; |( `
 / b$ d% X, f0 N

抗弯强度
极限(MPa) . c2 o* h: [8 {5 e. s

; q) A8 f% y. u6 T9 j- G/ b

0 T7 ^8 o! R( R/ B; I; |+ @7 |$ y
 b7 O' ?7 y! x( `1 R: l$ @

冲击韧性
(MJ/m3)

: w% u, v+ Z8 S, z8 }
3 x6 R& p D5 n8 m
& W4 y! z3 x( V6 V5 S6 R7 N

淬火

' p( K' e7 l0 t9 ?% b0 ^+ Q( \& F
9 E& I9 ^2 s0 f" _3 q- S
/ I8 b5 |: A/ t5 Z7 J- G

回火

3 n, ^2 C7 f8 n% C) D! E9 ?# N
: x. E6 A6 y0 I' _& T
) q, m$ B: {$ L4 M |) I- e' H

Crl2MoV 6 \; Q' I. i; K) w/ {$ S" g

8 s# m' K- ?% W; h+ x3 \1 N

: g! L0 r; p) w# u- l A' o: a3 x
* E4 d* Z- n' r3 c8 X

1000~1020 , w, t, {+ W) \; q2 Q9 o& X

# ]# z! E3 I$ Z, ?

" S0 t" O3 ~9 M8 y6 d u% o
 / s8 U0 s% `+ X

200~220 7 r- ?+ k( M w/ h

0 Y: t7 Q4 @/ t/ {4 L* G) W/ U

/ c+ |5 b, @" J+ x
 / r( T2 E) @8 q3 s

61~62 |3 n' r4 J! G- G

# u* B V% |$ @9 i& F- R/ v- p

4 D8 |& q8 `7 z8 f z ?; e
& Q9 y* F6 t3 ^& E( p* `

2700~2900 / ?& E4 @! G# G! I; [

& h: }+ K$ v a, V: B& b

7 H4 r2 _, n0 y# W# M
 8 l( `, L/ ]; \! f

0.35~0.4 % E2 n5 M/ q9 s2 Y" T; i4 _7 {

: H* ^$ P0 @+ \

6 s5 M& h* f! G e( }+ ]
. k( h5 ]+ J5 b, p8 Q! ^# y

Cr3MnVTi 2 {" N1 N9 P. v4 z& Z- T

5 o# t; k# {9 Q

9 {3 H+ t3 J0 y$ R* G
 0 |/ T; g u6 T: u5 K8 h h

980~1000 ; ~+ S: K9 \7 j! u- o6 ]" m

$ O3 ]- ]# j+ n7 ]& v2 S

8 ^; n5 M( x0 h0 s2 d& Y4 W* x' h3 y
 ) n/ P/ U# F9 _7 n

180~200 1 _: L0 R! _ ]8 l% t" L

1 m# N% ^6 r4 M" X

4 J3 d3 P% Z! S" ^
 3 s& _& m9 s( Z

61~63 / [7 r; }8 ]! `/ p8 a

5 J% S: m+ z* b& Z! a

( i( j' o3 E2 U* W7 W
% v0 z0 X0 l' F4 B$ B- i

3200~3700 # Z# Y @3 S* l7 [! x3 \

3 N* O! C% V* u, s9 c

l( v: ]5 E Q7 f- H
 2 E9 n! N4 e P% [

0.35~0.45 0 L; g9 X" \) L: t

8 k9 p! |) j+ o' g8 Z6 z6 `

4 Z. x1 @( O$ U) U" z- R
# T7 @, N8 H! |# Y5 v% R

Cr5V3SiTi - e; S9 x; T: q) k

' w- X f9 e* E

, t0 S: S0 f m' H" ]
 ! h# L( `# W% i1 U5 s! {& S

1020~1060 f- j. i& D: s! _

8 j9 N7 Y. j8 v; i& z

+ S6 f/ ~2 L: a0 E( b$ p
 ; V" m4 p5 z* P$ A5 |

220~240 7 n: X$ r' a/ s4 e2 _

: L, z+ g) a& ]( u

. {! x( u" [2 q$ x( q
 8 d6 H' S4 y, g+ r% \, H% o" H1 a, S

61~63 , m" d- _4 Q5 U1 ~6 y% E! k

. v% j" ~2 \6 [( A

* K/ Z1 I2 q/ v- {, Y7 A! i3 B
/ i7 J+ }3 b E

3500~3700 ) c2 ^5 m0 l$ C- ]" {* i( b

; g! D. E9 o9 s. Z) w

: L+ [. _ c/ B' u$ h) _& A' K) C( K
7 J1 E; T9 v& N" U/ m

0.5~0.6 . F( V: N3 |! G- W+ X, V* Y' t

% T# B. @5 a* [' @' E

3 Y# L2 B2 a; Z( Z
, _3 B# e; q5 [% k

Crl2MoSiTi + r/ f7 }9 @ v4 ~

# R7 S) M/ K; I! O3 k7 |

3 i6 [' I) K _/ Q8 C8 c
# G8 n- ?* m7 x* v! e" }

1040~1080 9 W; h6 K& X! k9 M% K+ r

% P; c; V6 `$ O$ q K0 o

M$ l0 u: H* J6 m
 " d m* T' s: R# M5 [- m

220~240 8 H" ~5 Z8 A8 w) ?- m' z

8 {$ c- \7 c. E+ K, D' k

|. J8 a( V4 z q' p) V
3 F" ~+ H' t- ^, g

61~63 / _. Q4 X4 s( V& f1 U

% ~3 K6 j* E/ J# Z3 g3 D6 @

2 h* m4 _ k+ _ C' N
" u/ @/ l6 @& n, O( L" n: L

3400~3600 . y4 x$ b9 c" ^

# Q0 \% z* `! p% }$ B$ C: t- Y

3 h6 _) r" K( }0 v9 @
 4 D# g# x0 [& ?5 o

0.45~0.55

5 p8 t8 J3 Z! i. l$ Y" i
- m2 G! F7 S# i/ c9 p+ h


　 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
    ) {' p8 X0 d0 L3 b- A! c5 N" D" h. r( } r5 W$ m5 b" K9 G, P* |( ^* Z1 T: B& Z, Y7 X/ |/ }) r7 i1 f8 Y4 {5 {) l8 {, m, ?5 [5 z8 e$ Q0 E/ A! M1 |' g O. |' o1 C$ e$ G. `6 C/ u; l- G) a) z f/ t, ]8 }$ l `9 d! A7 ~5 C$ f0 M+ T# L t- a1 G, B& r, f9 X0 P4 {) O$ l" j+ w, Q: Y& D* Q) ?5 A Y5 a. o; h6 L$ H6 P; j7 W6 u4 W1 {# w$ ~$ N: w3 d6 C% u6 B' x# w' ]- {3 L0 W8 W/ N6 a" ^' O3 }/ Q1 x9 p" E# B" Z& Q$ l( \/ j1 b* S5 ]# w9 Q) S3 _5 o* H6 ?3 I [) M% |' l# o% i7 x3 b; g* s' Z# W6 A5 W6 s" f7 ?6 x1 ~& E3 M, `6 l4 ?3 t$ N ^2 E7 s! Z9 c0 r' G' r! C( s6 ^! W+ N: _7 L8 g1 t& ]6 {9 x# G/ S0 U/ e& z! v2 h$ I4 b8 O8 ]3 t: H* `0 w6 c: O- N2 ^' F# `) R; L( Z" x; S$ j& w2 A: }/ X& S) i2 t4 c7 f" Z. w- ]& n2 r& a, a( X. F% Z% S- | z5 Q* s$ T& P3 ?; l. D& {& _4 }1 |' p) Q! h5 |7 P- `" g* w0 G8 }: u' f$ B: w1 q$ Q* n, G! |9 Z4 L# R' q1 E7 }9 }; B) Z. S E2 c- g* X2 l$ V8 T! K8 } {
4 i% S; N, U. P. g9 m- G' S4 f1 h

钢

+ q, o% k2 s- L2 S- J/ a
9 f. C: N. P) p2 x6 s
4 b a% X0 N8 O4 h2 g

退火

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6 C6 A3 X; ?0 k% G, l
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淬火

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% L3 `' D% ]# e3 E) f
2 m; X5 ?* O# ]7 e( n+ r

回火

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" [4 U7 s2 W$ _! b( D0 b/ l4 W
 9 x$ j$ E: `6 A7 O" O0 }5 Q

马氏体内的含碳量

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7 g0 y. f6 r! T3 a' p1 w
* Z3 z+ f; h- B: w

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 0 J. G7 u5 m! j: c! X

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CrMnVTi 3 t1 W9 H4 g- j8 O4 g3 ^

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9 Z5 w% M8 L$ n% q4 y( a" i

14~16 6 u: Y: x* [4 Y) l: k8 Q$ Z

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' z+ y$ b. [0 h/ e9 l( G6 i
 9 ~3 K, N! L& B# I

10~14 % _( E5 L/ M; S3 v

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6 U# C8 Z7 w5 h, R5 g

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0 d6 Y% f" z( i2 S2 J6 c0 J

2 c# J5 p( ^+ g6 {. @1 j9 z: E
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10~15 + z# `/ S2 Z- s2 ^; N

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6~8 * D6 e0 {+ W/ c. [7 ?6 |8 X% u

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0.24~0.29 2 x( U$ l, O+ }1 B+ r

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( m. b0 y% N) E' H0 s

Cr5V3SiTi - b8 z4 W- X4 |2 i2 ^& A0 j- ], ^

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 1 B0 \6 I. B5 q# }3 X$ B- ]" H

18~23 + U9 R* e/ M: t) C0 _

) m2 ?' E6 O: j+ _. L

, X9 d" A4 R- e2 ?+ d- c
. K7 T9 x3 P* H7 u: z

14~18 4 B0 N- P1 S) M' I A' w8 y

1 X; ~+ i) g# R1 K3 l/ f

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 / s* L# j% l7 A- L; X7 E

15~22 , O; v7 B% L" q5 |) i; G' w

" V. i+ c/ p0 h i* |* A

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* n6 z% l" A9 k$ D. Q0 T8 w. H8 @7 J

15~19 * }% @$ _# {( ?9 U3 x$ @* w

" m* R. E: X" [0 ^; h& ^ }, c$ ^; B0 g

. P3 @$ _/ h) g5 q, f8 d* M, w
' A+ a' e* i% W# c0 W! @$ D" ~2 A

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Crl2MoSiTi : C7 p8 o6 S* w

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16~22 * [& `4 ?5 k# u A' I$ z

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7 v. g: K4 g4 s/ X
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, e7 b7 _$ H2 t/ e5 p! Q
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18~24 , L/ V2 Y$ ^& _( l

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8 q2 y4 b! \" ~# w3 r e" F k
8 ~6 Y; I9 ]# F

13~17 . J L2 x% ?8 \/ C8 [

# s1 s9 k% i' X+ L1 C( F

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0 j2 \, U; M a

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0.23~0.28

3 E7 }; i8 J$ t n
$ k6 j3 G, N$ x8 p; [


　 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
    3 Y& {! F6 z" o ' c( ]" |( e( f, r+ Z2 Y u* T6 D' d9 v& W3 B1 G% Y0 i% K8 t6 M% P9 O0 s7 T- H9 O. r4 c. e8 C j. L9 Q7 [9 b& \' E# Q; Q0 F- G, D! z) }: U5 n# S8 b! I( |: g8 G' X, C# z) F3 D. T- k1 h# i4 O& D0 ?3 A- N! H$ d- X4 g( c% q) f& J$ a W$ ~% e) K" p! A O7 A- w- c/ |( o. t# a5 {1 O, F$ H" P1 E/ x' @/ g$ c6 C `5 W0 A+ l0 D2 w; P! X4 L& X/ |. W5 M. X% |% H2 m. t' M/ Y/ w% I- w" ^4 b2 v9 h* H9 }& k9 X# X5 _' m2 {" A) ~5 y; A/ v$ P) i# \, g: C3 c# p6 y8 M8 U. C' N. t) x1 e7 a5 W/ ?# Y- _- ~, E8 I. |4 B$ P: e% Q U% |' T7 o, g7 e& T: N" E6 R+ V) o5 }7 q- Y! ~7 o" s! H# l/ A$ K" ~& A) i$ a1 w7 q. T8 p3 a% a2 T( S) \7 }: C7 O* r" K9 F2 v. Y- }0 ^0 z3 J3 K @0 d, \2 H$ B, J* \" ^( d- F) m/ ] O0 Y' ~2 ] g8 y! S' ~% W; B; b+ L/ ^) s" \9 d0 Y7 l5 O7 v1 `; m& _; F% s3 x: w8 D( G; y5 }* D7 j% v+ e) k' H( k4 \0 A8 K7 C. A8 w4 Q5 Z* f! N) `4 D$ `6 z5 [* |/ e0 ^& ~; W& [0 Z" Z" E2 @" {, j/ `; \+ _ U, ^8 ~3 G& f9 H q" F! i; k9 J' F- {6 z7 z. F& g2 {- G4 T) o6 j6 V8 |- G; M2 \# |5 v. ]- }( K6 ]2 f5 }& p5 h1 G* | G4 A+ Z5 O+ O0 Z( R. a- e' q! o4 t! x: Z8 B5 t1 h8 w+ V6 h. w/ z* L5 z% ~; P7 S/ c# l0 ?7 c; s( `$ Q# @7 h9 i6 d* |# @5 Q @4 m) g0 U4 ~1 z, I9 B' D) b8 Q/ _( l5 V- [9 R. D: D, s( r8 B( G8 n, I& K& i# Y+ @4 z: Y$ T0 M+ B* B* K; [2 W& O- x4 C$ n9 j* \( m4 h) W
0 t. p) f f; E$ C

钢

: G" ]3 r1 w. J% i; k- n
- R* D9 a0 ]9 }( c* b+ r
" s$ A; H8 f/ w8 O1 e

碳化物数量（个）

( S1 V: D$ U1 d' ^0 M
& k/ U# a( A7 M# i
 7 M b/ s! S) t8 H2 a# j- a

碳化物总量(个) 2 H% X0 ?3 G6 v- v. T

. a p( {4 B, J' z' Z% u8 Y

$ C, B2 D; S3 s
 j, Y8 ~5 ~5 D; U1 `0 K* N4 h

碳化物的体积(%) ( s% d( O D7 S$ C I' G

1 m% N6 e) f M5 J; s; U. Q5 o

2 l x7 _- {! Z) h% Z" w
( S0 f+ I& x; U/ }# C

碳化物颗粒的尺（μm）

/ L2 R) h3 \6 o1 ~
+ j4 X7 y4 `: E! |5 \4 G
- I z* h0 h, W! Z

<2 ' D) F9 D! s8 i+ q5 i; o) S; i- b8 I

5 W4 F4 y( a3 F% C0 ?! D+ y& e6 l

5 m' H/ D# H# }* A
 1 y$ k7 ]: L8 S4 L1 `' Q- l

2~4 $ i' K9 m3 w1 ?, ]! Q( T

4 a0 {9 x0 R4 u: K$ w

4 H8 h8 s. l* f6 O4 J
 7 X, C) b- N- N& A' v5 r

4~6 - N1 S' F! E1 y2 T1 A5 t

4 @2 w# t6 h" D# B6 D+ s

7 i( q% q9 c8 h7 l g/ b! r
 8 l. {& h' ]7 y5 ?! {) E

6~8 9 o8 ]* m6 w/ j

5 }$ l& u/ e6 P) L

6 f# V# u2 E! P; M
 * P5 `" ^* O: C! m

3~10 ( |6 D7 D8 S" ^) I0 s

3 E: y( J) }, U& Y6 V

8 w; Z+ o4 t1 X% j; d- i& C
 ( {( S% r- n& v2 [9 A- Z

>10 6 E; u. ]; p& P; t" l# I

H& `9 J% ?. Q

7 t, F n( d+ y3 I
8 T& i" Q6 _2 e" C6 r$ Y

Crl2MoV ' ~: ~2 Z. i. _0 ]2 N

* d' Z& V' y; |$ P

/ e3 Q1 S% B0 z% W- [" a+ F' e0 ^
- h4 @7 V# Z! }/ x7 }

1502 * S: p- I& `& G, Q4 U! x1 I

6 ~6 N O$ p, v N. `) L

4 e9 c3 i# ]$ e
 8 p* y, u& x, G3 V

586 # |/ j; T* E$ d( z$ }; e

! U+ o6 W n1 ?* M+ f

$ @& [9 d7 x" P
K/ w) i2 [9 ]* }4 ?: v

597 5 B/ R5 v* X& s# ?

3 [! z' O6 f- |& o& _7 d r* s$ r

' V' m; |0 A$ o
 ! E I" `$ `& A) `/ a# {/ [

312 : k6 ] U% ~0 h( g

' n: m0 c5 `% k) R: k

0 s* }- {3 w8 \! A& U+ Y
4 c8 d; E( P/ a2 c4 B

286 8 W t0 c6 ]& C D* b; I

; d! Y2 g6 v, Z4 _+ M* P

: D# y! S0 ]3 d/ ]/ T
8 v w6 B8 A5 b/ m& e1 [* E

427 3 s( |. g9 J6 _2 s5 T

- N7 d6 Y- o( M6 O o5 ^9 I

1 t( }% _% J+ Y& h' @
' @" O* I* t; ?' \, K! d! j

3710 & r$ J. l6 k) e' A6 M. l$ Q/ j7 F7 l

- S/ W) ~! w. _6 @* R( ]% ~6 u

`1 }' Y1 e# B1 G/ D- z
 1 m4 p( X. \/ U% P' M% v0 ~ I

16.6 ( |$ b- n5 s& J P$ Q7 | O' H

( Q& }$ ?* ]: P8 Z8 W+ X" |

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7 A) t2 R' z# \+ p

Cr3MnVTi 8 c* ?) H1 e+ \% C: ^

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8 K6 B) H' n$ h2 O/ ]$ s+ w
 3 Y& j5 z! u8 S0 Q8 b* Q% D1 m d

1397 : _5 z) ~& Y) M5 K

, V8 K, M9 o: }3 V0 y

# ]) i4 }# H+ J& \
/ U: G8 I; r: B

702 2 c6 f; H: H# D- T2 B0 f4 Z2 j

( [1 r& ^. a/ y; m6 z

( V0 s3 o1 Q7 j9 X3 P0 `; V/ @. f; p# p
4 S4 P' C' M. \

525 8 y* X5 {& _: q( W0 S- A$ h9 a

4 Y% d8 _5 {' \+ B: U) Q' H/ F

, m3 E \1 n7 X. w& }; D8 t* `
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132 5 ]! D' }- S( ~+ R% b

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 / l |: ?, R& P! i7 h5 n( D

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) w. D) p' G6 _ g

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 8 `7 ?) s8 q' Z/ f) g

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0 D! `# |4 f K+ l+ S7 z
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2922 4 Q2 J3 I7 O& K t( K

/ x+ t; B v: I4 A" N

' @' U- v3 P8 w5 M3 _, z, D
 ; C( V8 z, o6 Z; ?- x

12.0 {8 I: O; E! k& o1 u

% H8 S, ]7 g, s/ E$ W

- U5 z% ] P& \! D3 M3 `
5 F: l7 T S7 k) e

Cr5VSiTi 6 ~& }; F, e+ Z+ o

$ ^& Z7 h1 z7 B0 \9 b& o

4 l! T! j6 M8 |4 ]0 Q8 l" L
! J8 A1 g: e. v' {

2346 0 M' N0 T& k$ |5 g3 n

1 t0 ~! ^" l8 M

: F) `8 P) M$ j0 j; J6 w# F2 P5 u
4 _2 U0 \$ |: T0 m( ?

787 * I1 [% @) |2 j8 o" b# M% x

4 P3 p; F+ c: y3 h7 V5 z

# W: E3 r. X7 s7 A! A
 + }1 A" F* G! d/ V1 V8 S

292 2 t* B v0 w+ X w$ Y- X7 \! X2 @1 I

1 X8 J* ~9 W8 c+ d

8 Z8 w2 _4 d/ Z% z) G7 Z
/ h# P6 F0 Y. R! s7 Y+ y7 g

264 9 H4 I: u0 v) p0 E( U4 H

- k7 M7 x0 C1 p# D

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 2 d5 G3 f/ y" P$ Z& Z1 ]

126 / \- _! G& y6 B+ l9 ^8 H6 m1 u

, w% Z v! I- R3 F: s1 w- d$ l

1 f5 [0 w# g( Y( W1 Z/ U1 J
0 g5 o+ T3 R b! b: S4 x9 G8 M' |

76 * D* `2 {, _+ C- F6 Q+ {

4 f7 Q+ ?+ C7 L0 Z

1 o* y4 [ ^" L3 n+ U+ @; F
6 X' x- c; d0 q: s$ a' B7 z0 Z

3891 , u9 K( \9 N/ R. {- ]

& d. X/ j. F0 e' s3 } H! ?

$ t3 S* m; b3 w% D q( B' m6 b: X
; W3 `, J6 R& L! Q: b' t

18.8 & G& Q( }& N3 i7 D

# f2 @7 E$ z1 |9 j$ N; {& c

( p8 P0 r4 ?# r8 [$ ^6 c. o
0 Y7 |# x8 G: Z5 ]0 d6 ^

Crl2MoSiTi " [, ]0 Z6 L+ X5 t) ]

& b& I( d+ ~8 [6 J

, K( o! J, G; H4 Z( Y
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2513 ) u+ a7 }3 S+ i# D9 X5 m

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 ( ~! S! Y" O5 u" t4 o7 n. C

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, h: t& O7 V, W* X6 }( L

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4 F. d; b! U7 R4 D n+ ^
 % I0 p! D& E7 H. h

233 ; n& E" u4 T$ T

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( l" _& X. |; L+ c# `
$ g2 l! [7 @9 G& g3 P: N* U

133 6 B. _2 S5 \5 D% |; h p

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4 e# _4 a7 l! H& }
 ; z! M5 f( s# a( k+ \0 U5 f

4162 3 M- q# O9 q: j6 d* T

; C" M3 f5 ~0 I: P! V6 [

: w2 X" ~! I4 X5 |; o# v
& [( z, C: r: i' L

20.9

4 i$ }3 u- g) y w. _$ A
9 ?; J; F7 e; h" k# G2 \


    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
    + U1 J ~2 o _- ?" t6 J" U . U, X. N9 Q; A* U! E0 k4 W: T& a0 s; g' z) T& L* k4 b. n( O6 R* @% K7 @$ q' V5 a- s9 p1 L& y: F3 j: t* P2 f& b8 G% y C$ v! }, I! h1 X7 Y5 {, b1 |8 u( O" g/ `9 J% k: |) @1 ]6 B, P& w# z+ C/ b' c8 i/ |" p6 J; P$ b, [9 F5 H, K& V7 ~+ z6 q# ^ }1 k( v6 U7 Q8 w, d! |! g {) S; I. }5 j3 }% t, b% M5 P- Y% J. b9 W" I0 z3 A. `6 z' p- m8 \4 ^6 X2 ]0 Q d# S4 g; L! U1 @9 {% O c; u6 t2 g$ B' s" L5 _. ^- _! A) f6 G7 c& w7 O9 u( \, E. [# J1 v/ B* @+ x/ i/ a. s8 E: o2 E0 P/ I& C' G+ T% y; ^/ o( _& `( {4 m& B& A0 z c; l- V3 h* X9 t/ _5 y9 t# c3 L" @1 P4 K4 k2 P9 X/ G$ }8 y" u, W% y! ]$ Y) q/ Q% s! ~$ J5 a# e0 f' q' U/ p3 `2 N0 X1 m9 Z8 C6 q! @- t! W2 j M- t- b* I- l4 |5 _" \1 i/ f( V; |6 [! a6 z* H* h9 d! o* W. ^# ~1 j( u1 u [, U' V( [+ {5 [1 B( {. V" c& q! S) |3 f& R9 o. E( T* O7 P5 K) A; W' k% R. D+ l: v- h$ }5 q/ g7 S i4 J0 x8 Q2 L3 w; J+ w: E! x( v( m) k9 e% y6 S1 U' x0 U# N3 q) u/ `7 c* }8 e x. v" o
! V$ z& _9 u9 H- Q, v

钢

q' g/ l+ @0 ]& [1 I! z1 I0 \; i
+ u+ z+ L2 {1 i) h) h
 4 C; n2 F$ x. y5 j; ~4 a1 d

温度（oC）

* ^0 q: T, A! A' }+ U8 D2 I/ s
- ^3 w& z7 n) R/ U7 m; m) F& L) ~
. S9 J K$ o0 b: f

硬度（HRC）

/ B( g. j- `* p$ Y9 H) z
, o) u+ C6 a9 a: x: u/ c, b- B
 % }" u& \, N! U U" q. B% w

σ压
（MPa）

9 Y0 y3 \! c9 v8 L4 \
+ d8 ~# J O! t$ W2 |- w
2 s' i( f# M# \" m

相对耐
磨性

9 w0 ^# X% E- Z3 c5 a7 p. Y
2 N# N& r9 @8 V, B9 F0 A
( P9 p6 q% V- Q8 _5 }7 M7 v

淬火

. k- h% \% c. H V# n5 }7 w
8 q8 [- `: h! R! g3 E8 u2 _
! I0 v% ?* w, V! m+ C/ w k

回火

. g3 ~8 x) g* P, _: {# u/ f
" O$ P- `( d3 k" T9 o$ F3 a$ C* o1 q
0 d1 `# V# v2 C5 z

Crl2MoV 8 @4 @) K9 c v, e) _4 d" g

0 l6 H$ d( g* X

* k5 k# G) g5 f$ I+ X
 7 H& Q* R0 ]* h1 N

1000 ( S+ T9 t& `" n9 S6 U, F7 C$ n

) b' I2 P- N2 l, }. ?

1 L& P0 b7 G! u# Z5 O. |
 . b" J5 U" @5 s+ h

220 " k2 e& F5 r! Q+ x0 y3 x- ^

* j3 _- j6 c E2 b! q |

; Z0 t$ ]$ |) d8 {1 [
 : ^. {+ g- P( N( R; w% ]- R. T* w

62 * E+ ?3 M0 F. F8 F0 q# Y! O

$ P7 y4 |' I- S1 F% ~

8 Y' G, E; z& k$ Q4 z
* M0 |; E! O, N8 |

2071 ' u7 |- F- s0 t4 y' V

( ?6 [( [0 \9 @$ x) [ X- L9 ?+ j

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    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。
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