關于模具鋼時效引起的性能變化相關概述
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時效硬化型模具鋼出廠狀態、相關參數和注意事項
模具鋼時效引起的性能變化
由于材料發生時效,其性能將發生較大的變化,主要有以下變化:
1)材料的硬度增加;
2)鋼的強度(屈服強度增加、抗拉強度增加或不變),塑性和韌性(延伸率,斷面收縮比,抗沖擊功)降低;
3)某些電學性能和物理性能也發生了變化,如使電阻降低,磁矯頑力提高等。
影響時效的因素
鋼中的碳、氮間隙原子是引起時效的基本元素,這些元素的原子在室溫下仍具有擴散能力,因此由于急冷造成的過飽和固溶體處于不平衡狀態時,必將引起時效現象。淬火時效主要靠碳,氮化物的彌散析出,而形變時效則是碳,氮原子在位錯附近的富集,對位錯起釘扎作用的結果。位錯的密度隨鋼材的化學成分,熱處理及冷變形等因素而不同的。曾經有人計算過,當鋼中碳、氮的過飽和度達0.0001%以上時就會引起時效現象。鋼中的含碳量越高,固溶在α-Fe中的碳量也就越高,時效的效果也就越明顯。但當鋼中的含碳量大到在組織中出現滲碳體時,時效效果反而減小。實驗表明,當含碳量在0.25%左右時,時效后性能的變化大。
氫原子由于擴散系數比較大,如果長時間放置也會從鋼中析出,這就是氫原子引起的時效現象。硼原子在鋼中即可是間隙型又可以是置換型,這對時效起抑制作用。氧原子對時效沒有太大的影響。研究指出,經鋁脫氧的鋼能起到減少鋼的時效敏感性的作用,并不在于鋁有很強的脫氧能力使鋼中的含氧量減少,而是在于鋁與氮之間有很強的親和力,真正起作用的并不是與氧結合的鋁(酸不溶鋁),而是仍剩余鋼液中的鋁(酸溶鋁)。鋼中的鋁與氮會形成AlN,AlN的溶解度也隨溫度的降低而減小。但是由于鋁的存在,與不含鋁時相比,氮在固溶體中的溶解度大大減小,所以鋁對抑制鋼的時效作用十分明顯。
除鋁外,合金元素鈦、釩、鉬、鈮、鉻、硅、錳、銅,砷和錫等合金元素都對鋼的時效有影響。
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