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2CrNi3MoAl1S模具钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用
 

    2CrNi3MoAl1S模具钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用
2CrNi3MoAl1S钢属时效硬化钢。
⒈2CrNi3MoAl1S钢的特性
⑴、2CrNi3MoAl1S钢中加入Cr、Ni元素主要是提高钢的淬透性,兼有固溶强化基体组织和改善回火稳定性作用,另外在时效时Ni元素与Mo、Al元素所形成的金属间化合物将从基体组织中析出。
⑵、2CrNi3MoAl1S钢中加入Mo、Al元素主要是与此同时Ni元素形成金属间化合物。此外Mo元素兼有与钢中的C元素形成钼的碳化物,起到细化晶粒的作用,Mo元素还可消除回火脆性。Al元素与钢中的N元素可形成氮化物AlN,也起到细化晶粒的作用。
⑶、2CrNi3MoAl1S钢中的Si、Mn元素除提高淬透性外,还固溶强化基体组织,并改善钢的回火稳定性。
⑷、2CrNi3MoAl1S钢中加入S元素主要是形成硫化物(FeS、MnS),改善钢的切削加工性能。
⑸、2CrNi3MoAl1S钢在加工制造成塑料模具之前,需进行固溶处理,油冷之后得到马氏体与残余奥氏体组织,硬度达42~45HRC。接着高温回火,硬度降至28HRC。再接着进行模具生产加工成型,之后进行模具时效处理,金属间化物析出,硬度回升至40HRC,获得良好的综合力学性能,满足塑料模具的使用要求。
⑹、改善模具表面的硬度与耐磨性以及耐蚀性,可对模具进行各种表面强化处理,如氮化、碳氮共渗等。
⒉2CrNi3MoAl1S钢主要化学成分
0.20%~0.30%C、0.50%~0.80%Mn、3.00%~4.00%Ni、1.20%~1.80%Cr、0.20%~0.40%Mo、1.00%~1.60%Al、0.20%~0.50%Si、≤0.030%P、≤0.010%S。
⒊2CrNi3MoAl1S钢的热处理工艺
2CrNi3MoAl1S钢相变点为:Ac1710℃、Ac3795℃、Ms405℃。
2CrNi3MoAl1S钢始锻温度1040℃,终锻温度850℃,锻造后缓慢冷却。
2CrNi3MoAl1S钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
去应力退火 加热670~680℃,保温,空冷 ≤241HBS 消除残余应力,消除加工硬化
正火 加热880~900℃,保温,空冷  加热温度在Ac3780℃线之上,细化晶粒,消除组织缺陷,以获得珠光体+少量铁素体组织
淬火 加热880℃,保温,水冷或空冷 48~50HRC 加热时Cr、Si、Mn、Ni元素及少量Mo元素溶入奥氏体中,提高淬透性,改善回火稳定性。未溶的Mo元素的碳化物及Al氮化物细化晶粒,保持强韧性,提高耐磨性
回火 加热680℃,保温4h,空冷 22~24HRC 获得回火索氏体组织
气体渗碳 加热900~920℃,以0.15~0.2mm/h以计保温时间  加热温度不超过920℃,以避免晶粒长大
渗碳后淬火与回火 调质:淬火加热860℃,保温后油冷;高温回火640~680℃,油冷 26~28HRC 细化晶粒,获得细小的回火索氏体组织,为后续淬火做好组织准备
 淬火:加热820~840℃,保温后油冷 60~65HRC 强调表层硬度采用较高温淬火,强调表层韧性采用较低温淬火
 回火:加热160~200℃,保温2h,空冷 表:58~62HRC
心:30~34HRC 消除残余应力,获得回火马氏体组织
气体碳氮共渗 共渗温度840~860℃,出炉油冷 60~65HRC 心部保持强韧性的同时,表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性
 回火温度150~180℃,出炉空冷 表:58~62HRC
心:30~34HRC
⒋2CrNi3MoAl1S钢的应用
2CrNi3MoAl1S钢主要用于制造电子、家电、仪表、玩具、日用品和五金等行业所使用的塑料模具。
 
     
 
 
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