這是常用的壓鑄模具鋼。它具有較低的含碳量,以保證鋼的高韌性和良好的導(dǎo)熱性,同時含有較多的易形成碳化物鉻、鎢元素,因此
在高溫下有較高的硬度和強度(650℃時硬度仍達HB300左右)由于鋼的相變溫度較高,故抵抗冷熱交變的耐熱疲勞性良好。淬透性
也較好,鋼材斷面厚度在100毫米以內(nèi)時可以淬透,但其韌性和塑性較差。
適用于制作高溫下,高應(yīng)力,但不受沖擊負荷的高硬度的熱壓模,頂鍛模,壓鑄模等
3Cr2W8V在高溫下具有高的強度和硬度(650無時硬度300HBW左右),抗冷熱交變疲勞性能較好,但韌性較差。3Cr2W8V適宜制作高溫下高應(yīng)力、但不受沖擊載荷的凸模、凹 模,如平鍛機上用的凸凹模、鑲塊、銅合金擠壓模、壓鑄用模具;也可用來制作同時承受大壓應(yīng)力、彎應(yīng)力、拉應(yīng)力的模具,如反擠壓模具等;還可以制作高溫 下受力的熱金屬切刀等。
牌號對照:
中國GB標(biāo)準牌號3Cr2W8V、中國臺灣CNS標(biāo)準牌號SKD5、俄羅斯TOCT標(biāo)準牌號3X2B8ψ、法國AFNOR標(biāo)準牌號Z30WCV9、法國NF標(biāo)準牌號Z30WCV9、意大利UNI標(biāo)準牌號X28W09KU/X30WCrV93KU、日本JIS標(biāo)準牌號SKD5、韓國KS標(biāo)準牌號STD5、美國ASTM/UNS標(biāo)準牌號H21/T20821、國際標(biāo)準化組織(ISO)標(biāo)準牌號30WCrV9、德國DIN標(biāo)準牌號X30WCrV93/X30WCrV93KU;德國DIN標(biāo)準材料編號1.2581、瑞典SS標(biāo)準牌號2730、英國BS標(biāo)準牌號BH21(A)、日本大同熱作模具鋼DH5、日本日立模具鋼HDC。
3Cr2W8V概述:3Cr2W8V(H21)鋼是國產(chǎn)典型高熱強性熱作模具鋼,合金元素以W為主,W質(zhì)量分數(shù)高達8%以上。3Cr2W8V鋼至今已應(yīng)用70余年,是我國熱作模具鋼的傳統(tǒng)用鋼,應(yīng)用極為廣泛,要求高承載力、高熱強性和高耐回火性的壓鑄模具,熱擠壓模具和壓型模具等,常選用3Cr2W8V(H21)鋼。3Cr2W8V鋼中含有較多易形成碳化物的Cr、W元素,因此高溫下具有較高的強度和硬度,但韌性和塑性較差。
3Cr2W8V的供貨形態(tài)
• 盤元
• 圓鋼
• 鍛坯
• 扁&方鋼
表面供貨形態(tài):拉拔、無心磨光、熱作、剝皮、粗機加工、冷軋、熱軋。
3Cr2W8V熱處理工藝及硬度:
3Cr2W8V有哪些特性?
⑴、具有足夠的強韌性和良好的導(dǎo)熱性。
⑵、3Cr2W8V鋼的淬透性及回火穩(wěn)定性良好。
⑶、具有較高熱強性與耐磨性,耐熱疲勞性能優(yōu)異。
⑷、3Cr2W8V鋼由于合金元素含量高,元素擴散困難,因此在鑄錠的個別區(qū)域,特別是在鑄錠的*部位,合金元素可能會集到共晶成分,出現(xiàn)少量共晶碳化物,經(jīng)過軋制、改鍛、退火,這種共晶碳化物一般會分散成橢圓球形顆粒,數(shù)量不多,危害不大。但如果冶煉不當(dāng)、鑄錠較大、鑄模溫度較高而鋼液又過熱時,鋼錠中的元素偏析就特別嚴重,共晶碳化物的數(shù)量會增多,易造成模具脆裂報廢。
3Cr2W8V化學(xué)成分, %:
碳C ..............................................0.30%~0.40%
鉻Cr ..............................................2.20%~2.70%
錳 Mn.............................. .........................≤0.40%
硅 Si ............................................................≤0.40%
磷 P..............................................................≤0.030%
Liu S.............................................................≤0.030%
釩 V............................................................0.20%~0.50%
鎢 W............................................................7.50%~9.00
3Cr2W8V在哪些應(yīng)用中使用?
3Cr2W8V鋼是典型的高耐熱性熱作模具鋼,具有70余年的使用歷史,常用于制造熱鍛模、熱擠壓模和輕金屬的壓鑄模。工作時自身溫度不宜超過700℃。以下是3Cr2W8V鋼的應(yīng)用實例:
⑴、3Cr2W8V鋼廣泛用于溫度在600~650℃區(qū)間服役的壓鑄模凸模、凹?;蜩偧?,建議選用硬度48~52HRC。
⑵、3Cr2W8V鋼在鍛造熱強鋼鍛件時,可代替5CrMnMo鋼,將模具使用壽命提高5倍以上。
⑶、3Cr2W8V鋼用于制作熱擠壓凹模,當(dāng)硬度為45~50HRC時,易出現(xiàn)早期斷裂,使用壽命不高;當(dāng)硬度為38~40HRC時,不易出現(xiàn)早期斷裂,平均使用壽命明顯提高。
⑷、用于鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金材料的壓鑄,推桿材料選用3Cr2W8V,建議使用硬度為45~50HRC。
⑸、3Cr2W8V鋼用于制作高溫、高應(yīng)力但不受沖擊載荷的凸模、凹模,如平鍛機上的凹凸模、鑲塊,銅合金擠壓模、壓鑄用模具。
⑹、3Cr2W8V鋼也可用作高溫下工作的熱剪切刀等。
3Cr2W8V的優(yōu)點:具有高熱強性,高熱穩(wěn)定性,良好的耐磨性和工藝性能;
缺點:碳化物偏析嚴重,塑性、韌性、導(dǎo)熱性、抗冷熱疲勞性能和抗溶蝕性較差
3Cr2W8V交貨狀態(tài)和試樣淬火后的硬度值技術(shù)條件:GB1299-77交貨狀態(tài)(退火或高溫回火)硬度HB:207~255壓痕直徑mm:3.8~4.2溫度℃:1075~1125冷卻劑:油3Cr2W8V各種性能比較切削性:較差耐磨性:較好耐沖擊性:中等淬火不變形性:較好淬硬深度:深紅硬性:較好被切削性:較差脫碳敏感性:較小使用硬度HRC:45~543Cr2W8V熱處理3Cr2W8V鋼屬于中碳高合金鋼,它具有很高的韌性和良好的導(dǎo)熱性,鋼中較高的含鎢量,使鋼的回火穩(wěn)定性提高,并在回火過程中析出碳化物造成二次硬化,因此3Cr2W8V鋼的紅硬性也較好。此外,鋼中含有的鉻和釩還能提高鋼的耐磨性和耐腐蝕性。3Cr2W8V鋼的臨界點:Ac820~830℃,Ar790℃Acm1100℃。(1)鍛造 3Cr2W8V鋼的鍛造規(guī)范如下:加熱溫度:1130~1160℃;始鍛溫度:1080~1120℃;終鍛溫度:850~900℃;冷卻方法:先空冷至Ar附近,然后緩冷。(2)退火 3Cr2W8V鋼鍛造后必須進行退火處理,其目的在于均勻組織、降低硬度,以便于切削加工。因為此鋼實際上屬于過共析鋼類型,所以一般采用等溫球化退火。退火后,組織由球狀珠光體和少量粒狀碳化物組成。其硬度為HB207~255。(3)淬火與回火 3Cr2W8V鋼的淬火溫度一般選擇1050~1100℃,理由是過高的淬火溫度,將導(dǎo)致沖擊韌性下降,近年來試驗結(jié)果表明,提高淬火溫度至1100~1150℃,可使3Cr2W8V鋼的回火穩(wěn)定性、回火后的硬度、紅硬性、高溫沖擊韌性、斷裂韌性、室溫和高溫強度等均獲得較顯著的改善。這對3Cr2W8V鋼制造承受沖擊負荷不大、工作溫度較高的熱擠壓模以及壓鑄模是十分有利的,其使用壽命都有一定程度的提高。根據(jù)金相組織的觀察,在低于1150℃溫度淬火,晶粒的長大不嚴重,淬火溫度高于1175℃時,才出現(xiàn)粗大的馬氏體組織。所以,3Cr2W8V鋼的淬火溫度最高選擇到1150℃為宜。 3Cr2W8V鋼的加熱,和其它高合金鋼一樣,應(yīng)采用預(yù)熱或緩慢加熱,以減小熱應(yīng)力,小模具可以不預(yù)熱,形狀復(fù)雜和大的模具,應(yīng)進行兩次預(yù)熱。 3Cr2W8V鋼的淬透性很好,一般在140~160℃的熱油或空氣中冷卻即可;對尺寸小,形狀稍復(fù)雜的模具,可采用550~600℃的鹽浴中一次分級而后空冷的淬火工藝(15~18秒/毫米);對形狀復(fù)雜,要求變形小的模具,可采用先在830~850℃進行第一次分級(預(yù)冷),再在450~550℃進行第二次分級,然后在空氣中冷卻;如模具形狀特別復(fù)雜,采用分級淬火還不能達到要求時,則可以采用等溫淬火,如在400℃進行貝氏體等溫淬火。3Cr2W8V鋼淬火冷卻時不要冷至室溫,在冷至100~150℃時即直接轉(zhuǎn)入回火爐,以堿少裂紋的形成。