材料的特性
該鋼是在鉻硅鋼的基礎上加入一定量的鎢而形成的鋼種,也是世界各國廣泛應用的抗沖擊工具鋼之一,冷、熱作模具通用,具有強韌性高、耐磨性優(yōu)良、對等溫淬火適應性好以及綜合力學性能優(yōu)良等特點。而且,該鋼可鍛性好,易退火軟化,但對表面粗糙度不利。
與4CrW2Si相比,在650℃時硬度銷高,可達41~43HRC,熱處理時對脫碳、變形和開裂的敏感性不大。由于犯鎢有助于淬火時保存比較細的晶粒,使其在回火狀態(tài)下獲得較高的韌性。該鋼還具有一定的淬透性和高溫力學能。該鋼滲碳后直接加熱淬火,零件的表面硬度以及熱穩(wěn)定性將顯著提高。
該鋼鍛坯,通常在鍛后緩慢退火,充分軟化,但對后續(xù)加工表面粗糙度不利。淬火溫度950℃,鋼的淬透性、淬硬性最好。因而,模具的耐磨性、抗壓性最佳。該鋼經(jīng)920滲碳后直接加熱淬火,零件的表面硬度以及熱穩(wěn)定要性將顯著提高,棱角處的承載能力可提高1~2倍,并能保持抗彎強度>4000MPa的高強度水平。
通過提高奧氏體化溫度,使奧氏體晶粒更加均勻細化,碳含量趨于減少,Ms點升高,從而獲得更多的低碳馬氏體組織,提高模具的強韌性,有利于延長冷作模具的使用壽命。
供貨狀態(tài)
未退火態(tài),硬態(tài)388~302HBW,退火態(tài),硬度255~207HBW。
化學成分
根據(jù)標準GB/T 1299-2000,該鋼的化學成分(質量分數(shù)):C0.45%~0.55%、Si0.50%~0.80%、Mn≤0.40%、Cr1.00%~1.30%、W2.00%~2.50%、P≤0.030%、S≤0.030%。
參考對應牌號
中國GB標準牌號5CrW2Si、美國ASTM/UNS標準牌號S1/T41901、國際標準備化組織(ISO)標準牌號45WCrV2、德國DIN標準牌號45WCrV7、德國DIN標準材料編號1.2542、法國NF標準牌號45WCrV8、俄羅斯гост標準牌號5XB2C、瑞典SS標準牌號2710、英國BS標準牌號BS1。
物理性能
1)臨界點溫度(近似值):Ac1=775℃、Ac3=860℃、MS=295℃。
2)線脹系數(shù):溫度100~250℃/250~350℃/350~600℃/600~700℃,線脹系數(shù)13.15×10-6K-1/13.6×10-6K-1/13.8×10-6K-1/14.2×10-6K-1。
熱加工規(guī)范
1)鋼錠:加熱溫度1180~1200℃,開始溫度1150~1170℃,終止溫度≥850℃,緩冷。
2)鋼坯:加熱溫度1150~1180℃,開始溫度1120~1150℃,終止溫度≥850℃,緩冷。
高溫回火規(guī)范
回火溫度710~740℃,均熱以后,保溫3~4h,再爐冷或爐空冷。
普通退火規(guī)范
退火溫度800~820℃,保溫3~4h,再以≤30℃/h的冷速緩冷至≤600~650℃,出爐空冷。
等溫退火規(guī)范
退火溫度750~760℃,保溫8~10h,再以10~20℃/h的冷速緩冷至≤650℃,出爐空冷。硬度207~235HBW,可獲得較好的可加工性。
普通淬火、回火規(guī)范
淬火溫度860~900℃,油冷,回火溫度250℃。
高溫淬火、回火規(guī)范
淬火溫度950℃,油冷,回火溫度250℃。
強韌化熱處理
1)預處理:860~920℃×20min,空冷,850~900℃×20min油淬,680~740℃×60min,空冷。
2)高溫淬火:860~920℃淬火,250℃回火。
典型應用舉例
1) 該鋼通常用于制作剪切金屬的刀片、鏟搓絲板的鏟刀、冷沖栽模和切邊模的凹模等。
2) 該鋼可用于制作大中型重載圓剪刃、長剪刃和成形剪刀。
3) 用于中厚鋼板穿孔沖頭、精壓模及冷鐓模等。
4) 該鋼冷剪切模經(jīng)950℃高溫淬火和250℃回火后,得到板條馬氏體加少量均勻細化的碳化物和分布在板條馬氏體邊界的細小殘留奧氏體的組織,可顯著提高冷剪切模剪刃的強度和韌性,使使用壽命提高1.5-5倍。
5) 用于手動和風動鑿子、空氣錘工具、鉚釘工具、冷沖模。
6) 作為熱加工用鋼時,可用于沖孔、穿孔工具、剪切模、熱鍛模及易溶合金的壓鑄模。
7) 通常用于制作剪切金屬的刀片、鏟搓絲板的鏟刀。
8) 采用強韌化熱處理工藝,提高冷剪刃使用壽命1.5~5倍。
9) 用于冷沖裁模和切邊模的凹模。
10) 可用于熱鍛模。