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7Mn15Cr2Al3V2WMo奧氏體無磁模具鋼化學成分熱處理工藝
7Mn15Cr2Al3V2WMo模具鋼屬奧氏體無磁模具鋼。
⒈7Mn15Cr2Al3V2WMo的特性
⑴、Mn元素是擴大奧氏體相區的元素,7Mn15Cr2Al3V2WMo中加入大量的Mn元素,可使鋼在室溫下得到奧氏體組織。但是奧氏體組織是比較軟的,強度、硬度低,耐磨性差,但塑性與韌性好。
⑵、要作為模具鋼使用,7Mn15Cr2Al3V2WMo中需要加入合金元素來進行強化,能過固溶強化和時效強化方式來增加鋼的強度、硬度與耐磨性,通過細化晶粒來增加鋼的韌性。
⑶、7Mn15Cr2Al3V2WMo中加入Cr、Al元素主要是起固溶強化奧氏體作用,并改善奧氏體穩定性。另外Al元素的氮化物及氧化物具有細化晶粒的作用,Al元素還可改善鋼的切削加工性能。
⑷、7Mn15Cr2Al3V2WMo中加入V、W、Mo元素主要是形成碳化物,作鋼中的強化相,改善鋼的強韌性。固溶處理時,部分V、W、Mo元素隨其碳化物固溶于奧氏體中起到固溶強化作用,也改善了奧氏體的穩定性。未固溶的V、W、Mo元素碳化物則起到細化奧氏體晶粒作用。
⑸、7Mn15Cr2Al3V2WMo時效處理時固溶的V、W、Mo元素以碳化物形式從奧氏體組織中析出,聚集、長大并向更為穩定的碳化物轉化,起到時效強化作用。
⑹、由于加入了Cr、Al元素,7Mn15Cr2Al3V2WMo具有一定的耐蝕性。
⑺、7Mn15Cr2Al3V2WMo鋼固溶處理后硬度為28~30HRC,高溫時效處理后硬度回升以48HRC左右。可利用固溶處理后鋼的硬度低的特點,對鋼進行模具加工成形,然后再對模具進行高溫時效處理,模具獲得良好的綜合力學性能。為提高鋼表面的耐蝕性和耐磨性,可對時效處理后的鋼進行氮化處理。
⒉7Mn15Cr2Al3V2WMo主要化學成分
0.65%~0.75%C、≤0.80%Si、14.50%~16.00%Mn、2.00%~2.50%Cr、0.50%~0.80%Mo、0.50%~0.80%W、0.15%~2.00%V、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊7Mn15Cr2Al3V2WMo的熱處理工藝
7Mn15Cr2Al3V2WMo始鍛溫度1080~1100℃,終鍛溫度950℃,鍛造后空中冷卻。
7Mn15Cr2Al3V2WMo鋼常見的熱處理工藝
熱處理工藝 工藝參數 硬度要求 工藝特點
不完全退火 加熱880℃~890℃,保溫5h,爐冷至500℃以下出爐空冷 28~30HRC 改善組織,降低硬度,獲得奧氏體+碳化物組織
固溶處理 加熱1150~1180℃,保溫,水冷 20~22HRC 加熱時Cr、Mn、Si、Mo、W、Al元素及少量的V元素溶入奧氏體中,未溶V元素的碳化物細化晶粒,提高強韌性與耐磨性。冷卻后得到奧氏體+碳化物組織
時效 加熱650℃,保溫20h,空冷
加熱700℃,保溫20h,空冷 48.5HRC
45.5HRC W、Mo、W、Cr元素的碳化物析出并聚集,產生沉淀強化
氣體碳氮共滲 加熱560~570℃,保溫5h,0.03~0.04mm滲層,出爐空冷或油冷 950~1100HV 提高表面疲勞強度、硬度、耐磨性、耐蝕性和耐熱性
⒋7Mn15Cr2Al3V2WMo的應用
7Mn15Cr2Al3V2WMo鋼的無磁性以及高溫下的穩定性,更適合制造塑料模具。
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