什么是“基體鋼”?
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所謂基體鋼,一般系指其化學(xué)成分與高速鋼的淬火組織中基體的化學(xué)成分相同的鋼種。這種鋼既具有高速鋼的高強(qiáng)度、高硬度,又因不含有大量的未溶碳化物而使鋼的韌性和疲勞強(qiáng)度優(yōu)于高速鋼。
從化學(xué)成分看,凡是在高速鋼基體成分上,添加或調(diào)整合金元素,并適當(dāng)增減碳含量,以改善鋼的性能,適應(yīng)某些用途的鋼種,均稱為基體鋼。
基體鋼也可以認(rèn)為是一種較低碳含量的高速鋼,有時也直接稱為低碳高速鋼,實(shí)際其碳含量處于中碳成分。這種低碳高速鋼常用于高沖擊負(fù)荷下的模具,由于碳化物相對較少,鋼的韌性和工藝性能也明顯改善。
基體鋼的由來
高速鋼因有過量碳化物存在,導(dǎo)致了脆性。因此,對冷作模具材料來說,須減少成為應(yīng)力集中破斷起源的碳化物數(shù)量,以提高其韌性。較理想的鋼是既有高速鋼的強(qiáng)度,又有超高強(qiáng)度鋼的韌性。
美國在研究模具鋼的本質(zhì)和高速鋼淬火基體成分基礎(chǔ)上,發(fā)展了一種成分接近于高速鋼正常加熱淬火溶入基體的成分,殘余碳化物<5%的基體鋼。可通過熱處理獲得與超高強(qiáng)度鋼相似韌性和與高速鋼相近強(qiáng)度。此鋼碳含量降至0.55%左右,合金元素總量12%~22%,在真空爐中冶煉。熱處理狀態(tài)的過剩碳化物顆粒細(xì)小,且分布均勻。當(dāng)硬度為62~64HRC時,疲勞強(qiáng)度是普通高速鋼M2的5~10倍。用于制造復(fù)雜形狀的擠壓模具和沖頭,壽命可提高4~10倍。
常用基體鋼
基體鋼代表性的鋼號有美國釩合金鋼公司的VascoMA(5Cr4W3Mo2V)鋼,日本大同特殊鋼株式會社的DRM1、DRM2、DRM3鋼,日本日立金屬株式會社的YXR33等。
我國研制了一些基體鋼,如下所示:
鋼號 |
簡稱 |
6Cr4W3Mo2VNb |
65Nb |
5Cr4Mo3SiMnVAl |
012Al |
7Cr7Mo2V2Si |
LD |
6Cr4Mo3Ni2WV |
CG-2 |
6W8Cr4VTi |
LM1 |
6Cr5Mo3W2VSiTi |
LM2 |
5Cr4Mo2W2VSi |
— |
5Cr4W5Mo2V |
RM2 |
基體鋼的用途
基體鋼,既有高速鋼的高強(qiáng)度、高硬度,又因不含大量碳化物,不致使韌性和疲勞強(qiáng)度降低。它既可用于冷熱變形模具鋼,也可用作超高強(qiáng)度鋼來使用。
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