实验九高速钢、模具钢的组织观察与检验(验证性)
一、实验目的及要求
1．掌握高速钢的金相检验方法。
2．掌握模具钢的金相检验方法。
3．正确使用金相标准，对金相组织进行评级。
二、实验原理
（一）高速钢的金相组织
高速工具钢以能进行高速切削而得名。在高速切削时，车刀温度能达到500～600℃，而碳素工具钢、合金工具钢刀具在250～300℃时硬度将显著降低，失去切削能力。
技术要求：有较高的硬度、耐磨性和红硬性；在高速切削时，忍部受热至600℃左右，硬度仍未明显减低；制成的刀具在600℃加热4小时后冷却到室温，硬度仍能大于62HRC。
成分特点：C、W、Cr、V、Mo、Co、Al等，以提高热处理时的高淬透性和红硬性。
常用牌号及分类：
①W系高速钢（如W18Cr4V） W系高速钢是使用用最早和使用较广的钢种。含W的质量分数在12%～18%之间。W能强烈形成碳化物的元素，有强烈的细化晶粒的作用。该种钢淬火温度范围较广，不易过热，回火过程中析出的钨碳化物弥散分布于马氏体基体上，与钒的碳化物一起造成钢的二次硬化效应。但是该种钢的碳化物不均匀度较为严重，热塑性较差，不易热塑成型，同时钨含量较高，不经济。取而代之的是W-Mo系高速钢。
②W-Mo系高速钢（如W6Mo5Cr4V2） Mo在钢中的作用同W相似，能够提高钢的淬透性和红硬性，提高港的强度，造成二次硬化，按照质量百分比计算1%Mo可代替2%W。Mo能降低钢结晶时的包晶反应温度，锻造后碳化物不均匀度较好。但是钢的晶粒易于长大，过热敏感性高，故淬火加热温度范围较窄。
③高碳高钒高速钢（如W6MoCr4V3） V是造成高速钢红硬性的主要元素之一，也是强碳化物形成元素。在提高V含量的同时，必须相应提高C含量，以形成V的碳化物。由于VC具有较高的硬度和耐磨性，因此钢的可切削性能差，只用于制造形状简单的刀具。
④Co高速钢（如W2Mo9Cr4VCo8） Co是非碳化物形成元素，能够提高钢的合金度及红硬性。该钢的硬度可达68～70HRC，被称为超硬高速钢。
⑤Al高速钢（如W10Mo4Cr4V3Al） Al的加入改善了钢的脆性，并使刀具切削时不产生粘刀现象。该钢的缺点是脱碳倾向大，磨削性能差。
1、高速钢的组织特点
1）铸态组织骨骼状莱氏体组织。
2）退火组织退火状态组织为索氏体和碳化物。退火组织要进行脱碳层深度测定。经过锻轧后，共晶碳化物呈带状和变形的网状分布。组织评定用JB/T 4290-1999《高速钢锻件技术条件》进行取样和评级。
3）淬火组织和晶粒度淬火后的显微组织为马氏体、碳化物及体积分数在30%左右的残余奥氏体。马氏体成隐针状，侵蚀后呈白色。淬火晶粒度大小是检验热处理质量的重要标志。
淬火欠热组织：加热温度不足，二次碳化物未全部溶解，使得奥氏体合金化程度不够，导致刀具的红硬性降低，晶粒度相当于11级。）。淬火正常组织:晶粒度相当于8、9、10级。淬火过热、过烧组织：晶粒较粗相当于7级，接近过热组织，同时在晶界处出现灰色共晶莱氏体及大块状黑色托氏体组织，典型的淬火过烧组织。加热温度较高，在晶界出现熔化状态，在随后的冷却过程中转变为莱氏体。奥氏体晶粒在重复加热后特别粗大，敲断工件后断口呈萘状断口。萘状断口：高速钢重复加热淬火而不进行中间退火后，奥氏体晶粒特别粗大，敲断后断口呈萘状。金相组织特征是极粗大的晶粒，这种组织使刀具变脆，是不允许存在的缺陷。属于严重过烧组织：在晶界处出现网络状共晶莱氏体，大块黑色为托氏体，部分黑色托氏体包围中间的灰白色块状区是高温铁素体。
4）回火组织回火显微组织为回火马氏体，碳化物和残留奥氏体。
①回火程度：高速钢淬火后有大量残留奥氏体，需进行三次回火。正常回火后，侵蚀后应观察不到奥氏体晶粒。
②回火过热组织：以晶粒边界碳化物的溶解程度和在冷却过程中析出网状程度来确定过热组织。
③过烧：出现铸态黑色组织及共晶莱氏体。过热与过烧的区别是：过热组织主要出现次生莱氏体（呈细小骨骼状存在于晶界）。
2、高速钢的金相检验
1）原料共晶碳化物不均匀度按照GB/T 9943-1988《高速工具钢棒技术条件》及GB/T 14979-1994《钢的共晶碳化物不均匀度评定法》进行。
2）锻造后碳化物不均匀程度
3）晶粒度评定参照JB/T 9730-1999《W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V钢针阀金相检验_淬火后晶粒度_第四级别图》
4）过热程度
5）回火程度的评定
（二）模具钢的金相检验（主要指高碳高合金模具钢）
按照模具钢的使用条件可以分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料专用模具钢。常用的冷作模具钢有Cr12、Cr12MoV等，热作模具钢有3Cr2W8V等，塑料专用模具钢主要以30Cr2Mo(P20) 钢为代表。
1）Cr12型钢
冷作模具钢的技术要求为高硬度、高强度、良好的耐磨性。显微组织特点为热处理后要有一定量的剩余碳化物，碳化物分布均匀、形态圆整、细小；马氏体均匀细致（能抑制细微裂纹形成，增加板条马氏体能提高强韧性）；奥氏体晶粒均匀细小。Cr12型钢属于莱氏体钢，在铸态下共晶碳化物呈网状，需要反复锻造加以改善。锻造退火后的组织为索氏体加块粒状碳化物。热处理特点：淬火温度较高（1100～1160℃分级淬火），回火温度高（520～600℃，三次回火）。
金相检验项目
①共晶碳化物不均匀度按照GB/T 1299-2000《合金工具钢技术条件》标准第四级图评定，
合格级别见表6-2。
②珠光体球化按照技术条件进行评定。
③二次碳化物网按照GB/T 1299-2000《合金工具钢》评级，一般模坯碳化物网≤2级。
④淬火组织及晶粒度按照《工具钢热处理金相检验》行业标准进行。规定一次硬化马氏体针≤2级，晶粒度10～12级；二次硬化马氏体针≤3级，晶粒度8～9级。
2）3Cr2W8V钢
热作模具钢长时间在反复急冷急热条件下工作，模具温升可达700℃，要求热作模具钢具有较好的热强性及热疲劳和韧性。3Cr2W8V钢属于共析钢，退火组织为点状极细粒状珠光体和共晶碳化物（属于亚稳定共晶碳化物），碳化物要均匀、细小和圆整，不允许大块状或链状、带状分布。由于合金元素的加入，钢材中的碳氮化合物及夹杂物检验是至关重要的。常采用高于马氏体形成温度进行等温处理，可获得抗热冲击性能贝氏体组织。检验标准有：YB 9-1968《铬轴承钢技术条件》、ZJB 36003-1987《工具钢热处理检验》和GB/T 1299-2000《合金工具钢技术条件》等。
金相检验项目：
共晶碳化物不均匀性：由于热作模具钢高碳高合金，使得元素扩散困难，严重的元素偏析易导致亚稳定的共晶碳化物出现。可采用高温长时间扩散退火消除。
球化质量：按照技术条件检验。
碳化物网：产因主要是锻后缓冷、退火过热、高温加热空气淬火和高温分级淬火。要求模坯碳化物网≤2级。
碳化物偏析带。
热处理组织：要注意淬火后马氏体针的长度及晶粒度的要求。采用等温处理的注意贝氏体形态。采用回火马氏体、回火托氏体、残余奥氏体和共晶碳化物的模具钢，应注意有无晶界碳化物网。
加入等温贝氏体组织，图4-4-86、87
3）30Cr2Mo(P20) 钢
塑料模具钢要求模具的形状复杂，尺寸精度高，表面粗糙度低。制作高要求的塑料模具时，一般模具钢不能满足要求，必须采用塑料模具专用钢。30Cr2Mo(P20) 钢是预硬型的塑料模具钢，其化学成分属于低杂质的合金结构钢，可调质到较高硬度但仍保持良好的可加工性能，抛光后获得较低的表面粗糙度。调质后的组织为回火索氏体，可进行机械加工，避免了热处理变形，故称“预硬型”塑料模具钢。
三、实验仪器及材料
1．实验仪器 XJG-01型立式金相显微镜， XJG-02立式型金相显微镜，XJG-05型卧式金相显微镜，4XC型金相显微镜
2．试验材料 W18Cr4V钢，Cr12钢，Cr12MoV钢，3Cr2W8V钢
四、实验内容及步骤
1、观察高速钢、模具钢的显微组织。
2、根据每个试样的实验内容画出组织图，在图中注明各组织组成物。
3、根据相应检验标准评定级别，标明放大倍数。
五、思考题
1．Cr12型钢碳化物不均匀度对钢的性能有何影响？碳化物不均匀度如何评定？2．高速工具钢有哪些种类，高速工具钢回火过热、过烧组织特征是什么？3．什么是萘状断口组织，它的造成原因是什么？
模具材料及热处理试题库 一、判断 1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢，经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。（×） 2、40Cr钢是最常用的合金调质钢。（√） 3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。（×） 4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。（×） 5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。（√） 6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。（√） 7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。（×） 8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化。（√） 9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。（×） 10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。（×） 11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件。（√） 12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。（√）13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求。（×） 14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。（√） 15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），属高碳高合金钢。（×）16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小，在热处理生产中是一个重要环节。（√）17、有些中碳钢，为了适应冷挤压成型，要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。（√）18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。（√）19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。（×）21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。（√）22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。（×）23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。（×）24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。（√）
SKD11热处理工艺 成分标准：GB/T1299-2000 化学成份：% C碳Si硅Mn锰Cr铬V钒Mo钼P磷S硫磺 1.50 0.25 0.45 1 2.0 0.35 1.00 ≤0.025 ≤0.010 特点：高碳高铬钢，高淬透性，高硬度、耐磨性及韧性极高。 用途：各种冷模，成形轧辊，剪刀，形状繁杂之冷压工具，塑胶模等。 硬度：出厂状态：HB≤255，最终热处理后HRC60°左右； A.预热处理：调质（获得稳定材料金相组织） 调质：淬火，940℃油或水冷（材料深度较大时油冷），640℃回火，硬度HRC29-33； 上海荔锋模具钢材有限公司https://www.doczj.com/doc/8610455271.html, B.最终热处理内容如下： 1．淬火：先预热700-750℃（宜二次预热~500℃~850℃），再加热至1000-1040℃，在静止空气中冷却，如钢具尺寸在6寸以上则加热至980-1030℃在油中淬硬更佳。 2．回火：加热至150~200℃，在此温度中停留保温≥2小时，然后在空气中冷却。回火温度，保温时间及HRC硬度变化（见以下参考图）。
C、采用试验比较的方法积累经验值： SKD11 https://www.doczj.com/doc/8610455271.html,/productinfo/detail_4_51_109.html 热处理工艺试验内容： 1．准备试棒,按以下规格数量备各零件（采用原P620-01-m01料单有误的两件坯料，棒料则按仓库现有的Cr12MoV或Cr12，但必须注明其材料牌号）； 2．在零件上作出序号标识：（1，2，3，4等）； 3．工艺路线： A、件号如（1，2）（温度调整异同各1件）：按预热处理精加工（铣或磨削）最终热处理； B、件号如（3，4）（温度调整异同各1件）：加工后最终热处理；（热处理及加工后应尽量平放，细长件应及时垂直吊放）； 4．各工序完成时请及时在附表中填写各加工后、热处理后的实际尺寸及平行度，直线度实际值等形位尺寸实际值，热处理温度及保温时间，各起始时间及详细操作过程和时间，实际硬度值,操作者姓名等内容。 附注：a、SKD11：200*20*20 4件; b、SKD11：55*55*55 4件; c、SKD11：55*55*55 4件（按图加工形状）; d、Cr12或Cr12MoV φ20*200 2件; e、Cr12或Cr12MoV 库房中现有较小规格材料2件; 资料来源：https://www.doczj.com/doc/8610455271.html,/articleinfo/detail_5_10_365.html
S136热处理工艺 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5b a r的气压。
钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。 回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图
注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。 在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S TAVA X E S T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大+0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大+0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -
模具钢材牌号对照表 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 成型零部件材料选用 1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件，如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。 2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。 3 成型零部件材料的选用原则是：根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。 4 对于成型透明塑料制品的模具，其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）、S136（420类）、H13类钢等，其中718、NAK80为预硬状态，不需再进行热处理；S136及H13类钢均为退火状态，硬度一般为HB160-200，粗加工后需进行真空淬火及回火处理，S136的硬度一般为HRC40-50，H13类钢的硬度一般为HRC45-55（可根
据具体牌号确定）。 5 对于制品外观质量要求高，长寿命、大批量生产的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材，如718（P20+Ni类）、NAK80（P21类）等，均为预硬状态，不需再进行热处理。 b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材，如618、738、2738、638、318等，均为预硬状态；对生产批量不大的模具，也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。 6 对于制品外观质量要求一般的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。 b) 大中型模具，所成型塑料对钢材无特殊要求，型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材；型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等，也可选用国产塑料模具钢。 c) 对于蚀皮纹的型腔，当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738（738）牌号。 7 对无外观质量要求的内部结构件，成型材料对钢材亦无特殊要求的模具，其成型零部件材料选择如下： a) 对于大中型模具，型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材，也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢；型芯可选
1、中国常用钢材的牌号、性能与用途 1 碳素结构钢牌号及用途 Q195——315～390 A1 用于制造承载较小的零件、铁丝、铁圈、垫铁、开口销、拉杆、冲压件以及焊接件等。 Q215A----335～410 A2 用于制造拉杆、套圈、垫圈、渗圈、渗碳零件以及焊接件等。 Q235A-----375～460 A3 A、B级用于制造金属结构件、心部强度要求不高的渗碳件或碳氮共渗件、拉杆、连杆、吊钩、车钩、螺栓、螺母、套筒、轴以及接件；C、D级用于制造重要的焊接结构件。 Q255A----410～510 A4 用于制造转轴、心轴、吊钩、拉杆、摇杆、楔等强度要求不高的零件。此负焊接性尚可。 Q275——490～610 C5 用于制造轴类、链轮、齿轮、吊钩等强度要求高的零件。 注：牌号中的 Q 代表屈服点，后面数字代表屈服点数值 2 常用的优质碳素结构钢牌号及用途 ---普通锰含量钢15 塑性、韧性；焊接性能和冷压性能均极好，但强度较低，用于制造受力不大，韧性要求较高的零件、紧固件、冲压件以及不要求热处理的低负荷零件，例如螺栓、螺钉、拉条、法兰盘等。
---普通锰含量钢20 用于制造不经受很大应力而要求很高韧性的机械零件，例如杠杆、轴套、螺钉、起重钩等。还可用于制造表面硬度高而主部有一定强度和韧性的渗碳零件。 ----45 用于制造要求强度较高，韧性中等的零件，通常在调质、正火状态下使用，表现淬火硬度一般在40～50HRC，例如齿轮、齿条、链轮、轴、键、销、压缩机及泵的零件和轴辊等。可代替渗碳钢制造齿轮、轴、活塞销等，但要以过高频淬火或火焰表面淬火。 ----普通锰含量钢60 具有相当高的强度和弹性，但淬火时有产生裂倾向，仅小型零件才能施行淬火，大型零件多采用正火。用于制造轴、弹簧、垫圈、离合器、凸轮等。冷变形时塑性较低。 注：牌号中数字表示均碳的质量分数为万分之几。例如：45钢，表示平均碳的质量分数为0.5%，6OMn钢，表示不均碳的质量分数为0.6%，锰的质量分数为0.7%～1.0%
欧阳音创编 2021.03.11 欧阳音创编 2021.03.11
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SMV3W 46～49RC 49～52RC AUBERT＆DUV AL 大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命 2343ESR 46～49RC 48～52RC 大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命 8407 46～49RC 45～54RC 一胜百大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命 2344 46～49RC 48～52RC 布德鲁斯滑块、顶块、镶件高寿命 S136 46～49RC 45～54RC 一胜百大灯罩、支架、反射镜镜面钢、高寿命、耐腐蚀 SKD61 46～49RC 滑块、顶块、镶件、杆件高寿命 SKH51 59～61RC 小镶针、小顶针、扁顶针高硬度、韧性较好、高耐磨 SUJ2 58～62RC 高频淬火导柱、导套、复位杆 进口预硬钢 NAK80 37～43RC 大同大灯罩、支架镜面钢、焊接性好、韧性差 MEK4 42～43RC AUBERT＆DUV AL 后灯灯罩抛光性好 NIMAX 40RC 一胜百后灯灯罩抛光性好、皮纹效果好 欧阳音创编 2021.03.11 欧阳音创编 2021.03.11
718HH 35～39RC 一胜百后灯灯罩抛光性好、皮纹效果好 718S 30～35RC 一胜百寿命要求中等的模具抛光性较好、皮纹效果好 718 28～33RC 一胜百寿命要求中等的模具抛光性较好、皮纹效果好 618HH 36～40RC 一胜百后灯灯罩后模抛光性较好、皮纹效果好 2738 28～33RC 布德鲁斯寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 738HH 33～38RC 布德鲁斯寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 738MOD.TS 31RC 布德鲁斯寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 2711 37～40RC 布德鲁斯滑块、顶块、镶件抛光性好、加工性不好 GS2711 35～38RC 滑块、顶块、镶件抛光性好、加工性不好 P20HH 34～38RC 芬苛乐寿命要求高的大型模具抛光性较好、皮纹效果好 P20LQ 34～38RC 芬苛乐寿命要求高的大型模具抛光性好、皮纹效果好 MOLDMAX30 26～32RC BRUSH WELLMAN 不易冷却的镶件导热性好 MOLDMAX40 36～42RC BRUSH WELLMAN 不易冷却的镶件导热性好 AMPCO18 192HB AMPCO 导套、导向条、耐磨片自润滑性极佳、耐磨 AMPCO21 30RC AMPCO 导套、导向条、耐磨片自润滑性极佳、耐磨 欧阳音创编 2021.03.11 欧阳音创编 2021.03.11
1）.各牌号钢的主要性能和用途 一、各牌号碳素结构钢的主要用途: 1.牌号Q195，含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。用于轧制薄板和盘条。冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。 2.牌号Q215，强度稍高于Q195钢，用途与Q195大体相同。此外，还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件。 3.牌号Q235，含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量用用建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D级钢还可作某些专业用钢使用。 4.牌号Q255，性能与Q235差不多，强度稍有提高，塑性有所降低。应用不如Q235广泛，主要用作铆接与检接结构。 5.牌号Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好。用于制造轴类、农业机具、耐磨零件、钢轨接头夹板、垫板、车轮、轧辊等。 二、各牌号低合金高强度结构钢的主要用途： 低合金高强度结构钢旧标准称低合金结构钢，又叫普通低合金结构钢。 1.牌号Q295钢，钢中只含有极少量的合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑结构，工业厂房，低压锅炉，低、中压化工容器，油罐，管道，起重机，拖拉机，车辆及对强度要求不高的一般工程结构。 2.牌号Q345、Q390钢，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，C、 D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于船舶，锅炉，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备，起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。 3.牌号Q420钢，强度高，特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接结构件。 4.牌号Q460钢，强度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、E级，可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各种大型工程结构及要求强度高，载荷大的轻型结构。 三、优质碳素结构钢的特性和用途： 优持碳素结构钢简称碳结钢、俗称优钢。是各种机器的零部件制造用钢。 1. 08和08F钢，用于轧制薄板，深冲制品、油桶、高级搪瓷制品，也可用于制作管子，垫片及心部强度要求不高的渗碳和氰化零件，电焊条等。 2. 10和10F钢，用4mm以下冷压深冲制品，如深冲器皿、炮弹弹体。也可制造锅炉管、油桶顶盖及钢带、钢丝、焊接件、机械零件。 3. 15和15F钢，用于制造机械上的渗碳零件、紧固零件、冲锻模件及不需热处理的低负荷零件，如螺栓、螺钉、法兰盘及化工机械用贮器、蒸汽锅炉等。 4. 20钢，用于不经受很大应力而要求韧性的各种机械零件，如拉杆、轴套、螺钉、起重钩等；也可用于制造在60大气压、450℃以下非腐蚀介质中使用的管子、导管等；还可以用于
模具材料及热处理模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 1.2合金 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 1.5化合物 合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 1.6机械混合物 由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。 布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 2.1.1洛氏硬度HRA、HRC： 洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。 2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积A V，以P/A V的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。
对塑料模具钢的要求及热处理 ☆耐腐蚀、硬度高、易切削加工、高镜面性。 钢的热处理： 1.予硬化型塑料模具钢的热处理： ⑴.我国的3Cr2Mo：相当美国的P20，瑞典（ASSAB）的618，德国的40CrMnMo7，日本（日立）的 HPM2。 荐的规范为淬火—840~8800C，油冷， 回火—600~6500C，空冷， 硬度—28~33HRC。 ⑵.美国（AISI、SAE）推荐的P20钢渗碳后的热处理工艺： 淬火—820~8700C， 回火—150~2600C，空冷， 硬度—58~64HRC（渗碳层表面硬度）。 ⑶.德国40CrMnNiMo钢（DIN2738，相当于P20＋Ni或SM3Cr2NiMo）的热处理特性：淬透性比 SM3Cr2Mo更高，保证钢在较大截面上力学性能 均匀，宜做大截面（＞400mm）的塑料模具。钢的冶金质量、加工性优良。抛光性 和电蚀刻性亦好。 供应硬度：280~325HBS 退火工艺：加热温度710~740 0C，炉冷。硬度≤265HBS。 淬火：奥氏体化温度840~8700C，必须予热，予热温度约6500C。形状复杂、尺寸厚薄不均者最好二次予热，第一次约4000C予热，保温时间按0.5~1.0min/mm计算。经予热后的淬火保 温时间按0.5min/mm计算。为使合金元素充分溶入奥氏体，保温时间应足够。 冷却：油冷或180~2200C热浴分级淬火，以热浴为好。热浴冷却保温时间以模具整个截面温度均匀为度，然后出炉空冷到800C左右立即回火。 2小时，空冷。 渗氮：可提高耐热疲劳强度，降低摩擦系数（抗咬合），延长模具使用寿命。以离子渗氮或气体渗氮为宜（干净）。有效渗氮层深度以0.2~0.3mm为宜。硬度550~800HV，渗氮后不宜研 磨，以免渗氮层磨掉。 焊接：焊接时须予热至400~5000C后，进行焊接。焊接后及时消除应力退火，工艺为600~6500C，充分保温后炉冷。 镀铬：该钢可以镀铬，镀铬后应立即进行去氢退火。去氢退火工艺：加热温度180~2000C，保温时间2~4小时。 2.易切削予硬化型塑料模具钢的热处理。 ⑴.8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）钢，是含硫易切削钢，当热处理到硬度40~42HRC时，其切削加工性良 好，综合力学性能亦好，可研磨抛光到Ra0.025μm该钢有良好的光刻浸蚀性能。 退火：800±100C，保温2~4小时，降温到700~7200C等温，保温4~6小时，炉冷，硬度≤229HBS。 淬火：880~9200C，空冷，硬度63HRC。 淬火加热时间，盐浴炉1.5~2.0min/mm；气体介质炉2.0~2.5min/mm。
常用钢材的牌号、性能与用途
钢管的品名分类 详细品 名 材质高强弹 簧钢 50CrV4，50CrVA 弹簧钢51CrMoV4，51CrV4，60CrMnA， 60CrMnA，60Si2CrA 60Si2CrVA ，60Si2MnA，70S，60Si2Mn 77-82B 50-51CrV4，50CrMnVA，55Cr3， 52CrMnV4，55CrMnA 55SiMnVB，60CrMnB， 弹簧扁 钢 SAE5160(H)，SA387Cr12，9SUP 工具钢40-60CrNi 高强度 标准件B7
合金管 25MV，30-36Mn2V 坯 不锈钢4130X 合金结 42CrMo，20Mn2 构钢 碳素结 16-50Mn 构钢 钢连铸 CL60(H) 圆管坯 锅炉钢20G 保淬透 22CrMoH 性钢 齿轮钢SCM822H3，SGl 2 传动轴 48MnV，C56E2，CF53 用钢 淬透性
钢 非调质 机械结 构钢 F45V 高强矿 用圆钢 23MnNiMoCr5 高压锅 炉钢板 15MoG 高压锅炉管坯 钢SA-210Al，SA-210C，SA-213T11，SA-213T12，SA-213T2 SA-213T22，SA-213T23，SA-213T91 工程机械用钢IE0669，IE0963，IE1106，IE1158M IE1287，IE2892 工具钢42CrMo4 27SiMnV，09MnD，9MnD，12Cr1MoV 18CD4，28Mn6
合金结构钢40Cr，20-50Cr，20-45Mn2，20CrMnTi 20CrMo，20CrMoM 20CrNiMo，20Mn2B，20MnTiB， 20MnVB，40CrNiMoA SCM435H，SCM440，35-42CrMo，28MnCrMo，30CrMnSiA 30Mn2，37CrMnMoA，4145H， 42CrMoHA，40Mn2(退火） 合金结 构管坯 33-36Mn2V，34CrMn4（方钢），37Mn5 冷拉钢- 削切钢 SAE1117 链条钢23MnNiMoCr54，25MnV 耐硫酸露点腐蚀用钢08Cr2AlMo，09CrCuSb(ND)，9CrCuSb(ND)
各种模具钢牌号大全 根据《钢铁产品牌号表示方法》GB221-2000的规定，我国钢铁产品牌号一般采用汉语拼音字母、国际化学元素符号及阿拉伯数字结合起来表示。 1碳素结构钢的具体牌号 Q195-Q195F、Q195b、Q195 Q215-Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215B Q235-Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235D Q255-Q255A、Q255B Q275-Q275 对上述各牌号，要在供应工作中准确识别与使用。 2低合金高强度结构钢 GB/T221-2000新牌号表示方法将低合金高强度结构钢分为通用钢和专用钢两类，新牌号表示方法与GB/T1591-94《低合金高强度结构钢》，GB700-88《碳素结构钢》相同，并与碳素结构钢的牌号组成工程用钢的系列。低合金高强度结构钢按脱氧方法分为镇静钢和特殊镇静钢，但在牌号中没有表示脱氧方法的符号。 1)通用低合金高强度结构钢牌号组成 Q295-Q295A、Q295B Q345-Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E Q390-Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390E Q420-Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420E Q460-Q460C、Q460D、Q460E
2)专用低合金高强度结构钢牌号 专用低合金高强度结构钢一般采用代表屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值(单位为MPa)，并在尾部加按产品用途的拼音第一个字母表示。如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢牌号表示为“Q420q”等。 3)优质碳素结构钢的基本牌号有： 08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn 共31个。 4易切削结构钢 易切削结构钢分加硫易切削钢、加硫磷易切削钢、加铅易切削钢、加钙易切削钢、加硫碳锰易切削钢等。牌号用规定的符号和阿拉伯数字表示。即以“易”的汉语拼音首位字母“Y”打头，其后用两位阿拉伯数字表示碳含量的万分数。 具体牌号有：Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca共9个牌号。 5合金结构钢 其牌号是按钢的碳含量、所含合金元素的种类及数量来表示。这种表示(编制)方法，可以从牌号上直接看出钢的大致化学成分及质量等级，比较直观简明。 具体牌号有： 20Mn2、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、20MnV、27MnSi、35MnSi、42MnSi、20SiMn 2Mo、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、40B、45B、50B、40MnB、45MnB、20MnMoB、15MnVB、20MnV B、40MnVB、20MnTiB、25MnTiBRE、15Cr、15CrA、20Cr、30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、50Cr、38CrSi、12CrMo、15CrMo、20CrMo、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、35CrMo V、12Cr1MoV、25Cr2MoV A、25Cr2Mo1V A、38CrMoAl、40CrV、50CrV A、15CrMn、20CrMn、40C rMn、20CrMnSi、25CrMnSi、30CrMnSi、30CrMnSiA、35CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、20CrMnTi、40CrMnTi、20CrNi、40CrNi、45CrNi、50CrNi、12CrNi2、12CrNi3、20CrNi3、30CrNi3、37CrNi3、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、18CrNiMnMoA、45CrNi MoV A、18Cr2Ni4W A、25Cr2Ni4W A共77个。 6弹簧钢 弹簧钢是用以制造弹簧或其他弹性元件的钢种。分为优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢二类。 具体牌号有：65、70、85、65Mn、55Si2Mn、55Si2MnB、55SiMnVB、60Si2Mn、60Si2MnA、
s136模具钢热处理工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
S136热处理工艺 软性退火 在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。 应力消除 经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却 淬火
保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。 淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。 冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中 ●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5ba r的气压。 钢材冷却至50－70℃应立即回火。 硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。
回火 参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。 回火曲线图 注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。 注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。 注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。 尺寸变形 淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。
在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S T A V AX ES T(S-136)的加工预留指标。 淬火过程的尺寸改变 试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。 淬火过程 由1020℃起 宽度％长度％厚度％ 油淬最小 最大 +0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小 最大 +0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -空冷最小 最大 -0.02 +0.02 ±0 -0.03 ±0 - 真空淬火最小 最大 +0.01 -0.02 ±0 +0.01 -0.04 - 回火时的尺寸改变 注意：淬火时和回火时的尺寸改变必须加在一起。
钢管的品名分类 品名详细品名材质 弹簧钢高强弹簧钢50CrV4，50CrVA 弹簧钢 51CrMoV4，51CrV4，60CrMnA，60CrMnA，60Si2CrA 60Si2CrVA ，60Si2MnA，70S，60Si2Mn，77-82B 50-51CrV4，50CrMnVA，55Cr3，52CrMnV4，55CrMnA 55SiMnVB，60CrMnB， 弹簧扁钢SAE5160(H)，SA387Cr12，9SUP 工模具钢 工具钢40-60CrNi 高强度标准件用 钢 B7 管坯 管坯钢L20Mn2，P91，42Cr，P22，P12，45MnMoB，28Mn2 石油管坯42MnMo7 锅炉管坯25MnG，SA-213-T11，SSW 合金管坯25MV，30-36Mn2V 不锈钢4130X 合金结构钢42CrMo，20Mn2 碳素结构钢16-50Mn 钢连铸圆管坯CL60(H) 合结钢 锅炉钢20G 保淬透性钢22CrMoH 齿轮钢SCM822H3，SGl 2 传动轴用钢48MnV，C56E2，CF53 淬透性合金结构 钢 AISI8740H， AISI4145H 淬透性结构钢40CrH，40CrHH 低合金钢. 16-28MnCr5 非调质钢12Mn2VB 非调质机械结构 钢 F45V 高强矿用圆钢23MnNiMoCr5 高压锅炉钢板15MoG 高压锅炉管坯钢 SA-210Al，SA-210C，SA-213T11，SA-213T12，SA-213T2 SA-213T22，SA-213T23，SA-213T91 工程机械用钢IE0669，IE0963，IE1106，IE1158M，IE1287，IE2892 工具钢42CrMo4 合结钢 27SiMnV，09MnD，9MnD，12Cr1MoV，18CD4，28Mn6 30-42CrMo，30CrMnTi，38CrMoAl，SAE1045W1
常用模具材料牌号对照表 类别中国钢号通用钢号钢材特性 塑胶模具钢3Cr2Mo P20（美国）预硬塑胶模具钢 3Cr2NiMo 718（瑞典）超预硬塑胶模具钢 4Cr13 S136（瑞典）抗腐蚀塑胶模具钢 1CrNi3 NAK80（日本）镜面塑胶模具钢 3Cr17Mo M300（奥地利）耐腐蚀塑胶模具钢五金模具钢CrWMn SKS3（日本）不变形油钢 Cr12MoV SKD11（日本）耐磨韧性铬钢 8407（瑞典） 热作模具钢4Cr5MoV SKD61（日本）通用热作模具钢 H13（美国）
常用高品质模具钢对照及特性
冷作模具钢 CrWMn/SKS31/105W/Cr6高硬度，中等淬透性，价格低廉。 207-255 820-840 下料模、冲头、成型模、搓丝板顶出杆及小型塑料压模 等。 9Mn2V/O2/DF-2 具有良好冲载能力，热处理变形小。≤229 780-800 厚度小于6mm以下的小型冲压模具及切纸机、刀具等。 9CrWMn/O1/SKS3/DF-3/100Mn/CrW4 淬火变形小，具有良好的刃口保持能力，热处理变形小。197-241 820-840 薄片冲压模、手饰 压花模等。 9SiCr/X100Cr/MoV51具有高硬度良好的韧性和较好的抗回火稳定性。197-241 860-880 下料模、冲头、搓丝板、压印模、顶出杆等 Cr5Mo1V/A2/SKD12/XW-10/210/Cr12空冷淬硬性铬钢，韧性极佳，高耐磨损性和抗腐蚀能力。≤255 950-1000 拉伸模、压花模、下料 模、冲压模、及耐磨塑料模等。 Cr12/D3/SKD1/X165Cr/MoV12高碳铬钢，具有高耐磨性和抗腐蚀能力。217-269 950-980 应用于小动载条件下要求高耐磨形状简单的拉 伸模及冲载模。 Cr12MoV/X155Cr/VMo121具有良好的淬透性，高耐磨性，韧性高。 207-255 1000-1020 下料模、冲头、滚丝轮、剪刀片、冷镦模、 陶土模及热固塑料成型模等。 Cr12Mo1V1/D2/SKD11/W-42具有良好的淬透性，高韧性，高耐磨损性，强韧性极佳，并具有良好的抗回火稳定性，热处理变形小。≤255 1000-1020 重型落料模、冷挤压模、深拉伸模、滚丝模、剪刀片、冷镦模、陶土模等。 7Cr7Mo2V2Si具有高韧性，高耐磨损性，热处理变形小。 241-269 1100-1150 适用于要求强韧性及高冲击载荷下工作的冷镦、冷冲等作业模具，特别适用于标准件和钢球的冷镦模具及汽车弹簧钢板的冲孔、冲头 7CrSiMnMoV 火焰淬火模具钢,具有高淬透性,淬火温度范围宽,可用火焰加热淬火,并具有良好堆焊性217-241 880-910 应用于要求热处理变形小而施以火焰加热局部淬火的大型镶块模具及冲压厚度、≤7mm钢板大冲压模具和剪切下料模、切纸刀、陶土模及轧辊等。 热作模具钢 5CrMnMo淬透性一般，价格较低，淬火后硬度和5CrNiMo相近，而塑性韧性相对低一些。197-241 820-850 用于制造形状简单，厚度 小于250毫米的小型热锤锻模。 5CrNiMo/L6/56Cr/NiMoV7淬火后综合力学性能较好，热强性和淬透性一般 197-241 830-860 用于制造形状简单，工作温度一般，厚度在250~350毫米之间的中型热锤锻模块。 5CrNiMoV/SKT4 淬透性，淬硬性较5CrNiMo、5CrMnMo显著改善。≤240 830-880 用于制造厚度＞350毫米，型腔复杂，受力载荷 较大的大型锤锻模或锻造压力机热锻模。 4Cr5MoSiV1/SWG8407/H13/H13ESR/SKD61/X40Cr/MoV51具有良好耐热性，抗热疲劳性能及耐液态金属冲蚀性能，高淬透性，优良综合力学性能，较高的抗回火稳定性。≤235 1020-1050 用于制造冲击载荷较大，型腔复杂的长寿命锤锻模或锻造压力机用模具或镶块；以
国内钢材生产专家: 1分钟搞懂常用钢材型号、性能特性 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。 主要特征 : 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例 : 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。 Q235A(A3钢——最常用的碳素结构钢。 主要特征 : 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例 : 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。 主要特征 : 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到 100~150℃ ,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 国内钢材生产专家: 应用举例 :调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主
轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。 HT150——灰铸铁应用举例 :齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体, 阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等 35——各种标准件、紧固件的常用材料 主要特征 : 强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用应用举例 : 适于制造小截面零件, 可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件 65Mn——常用的弹簧钢 应用举例 :小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。 0Cr18Ni9——最常用的不锈钢 (美国钢号 304,日本钢号 SUS304 国内钢材生产专家: 特性和应用 : 作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备 Cr12——常用的冷作模具钢 (美国钢号 D3,日本钢号 SKD1 特性和应用 : Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性 ; 由于 Cr12钢碳含量高达 2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物 ;Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等 DC53——常用的日本进口冷作模具钢
模具钢的处理 模具钢材的热处理方式与加工工序安排密切相关。在模具制造时，应当根据材料和加工工艺路线来选择热处理方法，制定相应得热处理工艺。 （1）一般冷作模具钢工作零件的热处理工序安排：筹造——退火——机械加工成型——淬火与回火—工修整。 （2）冷作模具钢采用成型磨削及电加工工艺：锻造——退火——机械粗加工——淬火或回火——精加工（磨削、电加工）。 （3）冷作模具钢复杂冲模的加工：锻造——退火——机械粗加工——高温回火或调质——机械加工成型——淬火与回火——磨削与电工加工成型。 大多数冷作模具钢使用状态为淬火与回火，模具硬度通常为60hrc，为了进一步提高模具表面硬度、耐磨性和使用寿命，常进行表面强化处理，如渗碳、渗氮、渗硼氮碳共渗、td 法渗钒铌、化学气相村积（cvd）等作为最终热处理。 模具热处理 模具制造的成本高，特别是一些精密复杂的冷冲模、塑料模、压铸模等。采用热处理技术提高模具的使用性能，可以大幅度提高模具寿命，有显著的经济效益，我国模具技术工作者十分重视模具热处理技术的发展。 1 真空热处理 模具钢经真空热处理后有良好的表面状态，变形小。与大气下的淬火比较，真空油淬后模具表面硬化比较均匀，而且略高一些，主要原因是真空加热时，模具钢表面呈活性状态，不脱碳，不产生阻碍冷却的氧化膜。在真空下加热，钢的表面有脱气效果，因而具有较高的力学性能，炉内真空度越高，抗弯强度越高。真空淬火后，钢的断裂韧性有所提高，模具寿命比常规工艺普遍提高40%~400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技术已得到较广泛的使用。 2 深冷处理 近年来的研究工作表明，模具钢经深冷处理(-196℃)，可以提高其力学性能，一些模具经深冷处理后显著提高了使用寿命。模具钢的深冷可以在淬火和回火工序之间进行，也可在淬火回火之后进行深冷处理。如果在淬火、回火后钢中仍保留有残余奥氏体，则在深冷处理后仍需要再进行一次回火。深冷处理能提高钢的耐磨性和抗回火稳定性。深冷处理不仅用于冷作模具，也可用于热作模具和硬质合金。深冷处理技术已越来越受到模具热处理工作者的关注，已开发出专用深冷处理设备。不同钢种在深冷过程中的组织变化及其微观机制及其对力学性能的影响，尚需进一步研究。 3 模具的高温淬火和降温淬火 一些热作模具钢，如3Cr2W8V、H13、5CrNiMo、5CrMnMo等，采用高于常规淬火温度加热淬火，可以减少钢中碳化物的数量、改善其形态和分布，使固溶于奥氏体中碳的分布均匀化，淬火后可在钢中获得更多的板条马氏体，提高其断裂韧性和冷热疲劳抗力，从而延长模具使用寿命。例如3Cr2W8V钢制的一种热挤压模具，常规淬火温度为1080~1120℃，回火温度为560~580℃。当淬火温度提高至1200℃，回火温度为680℃(2次)，模具寿命提高了数倍。 W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速钢和Cr12MoV等高合金冷作模具钢，可适当降低其淬火温度，以改善其塑韧性，减少脆性开裂倾向，从而提高模具寿命。例如W6Mo5Cr4V2的淬火温度可选用1140~1160℃。 4 化学热处理 化学热处理能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蚀性、抗咬合、抗氧化性等性能。几乎