cr12w8v是什么材料(cr12m0v是什么材料)
本篇文章給大家談談cr12w8v是什么材料,以及cr12m0v是什么材料對應的知識點,希望對各位有所幫助。
常用模具鋼材型號有哪些
常用模具鋼材型號有:Cr2、CrWMn、Cr12MoV、T8、T10、S-136等,制作壓鑄模具的鋼材為3Cr2W8V、5Cr4W5Mo2V等;

制作注塑模具的鋼材有: C45 W 中碳鋼,香港稱為王牌鋼;40 CrMnMo 7 預硬塑膠模具鋼,即718鋼; X 36 CrMo 17(預硬不銹鋼)等。
拓展資料:
分類:
1、冷作模具
冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態下的工件進行壓制成型的模具。如:冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣,.從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。冷作模具鋼具是真空脫氣精煉鋼,內質純凈,機械加工性良好,切削明顯提高,淬透性良好,空冷淬硬不易出現淬裂,耐磨性極為優異,韌性良好,可用作不銹鋼及高硬度材料的沖裁模。
2、熱作模具
熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態下的工件進行壓力加工的模具。如:熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼;對特殊要求的熱作模具鋼,有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。
3、塑料模具
由于塑料的品種很多,對塑料制品的要求差別也很大,對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以,不少工業發達的國家已經形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結構鋼、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
參考資料:百度百科-模具鋼材
常用模具鋼材料型號有哪些
常用牌號有很多,以下只能說是最最常用的模材
熱作模具鋼:
h13模具鋼,8407模具鋼,8418模具鋼,fdac模具鋼,4cr5movsi模具鋼,1.2343模具鋼,1.2344模具鋼,m302模具鋼,
m360模具鋼等。
冷作模具鋼:
cr12mov模具鋼,d2模具鋼,cr12模具鋼,df-2模具鋼,xw-41模具鋼,xw-42
模具鋼,dc53
模具鋼,skd11模具鋼,k110模具鋼,k306模具鋼,k360模具鋼,1.2379模具鋼等。
塑膠模具鋼:
s136
模具鋼,718h
模具鋼,calmax
模具鋼,s136h
模具鋼,
nak101
模具鋼,nak80
模具鋼,nak-prm
模具鋼,1.2711
模具鋼,1.2316
模具鋼,1.2083
模具鋼,m200
模具鋼,m340
模具鋼,m238
模具鋼,
p20
模具鋼,p20+ni
模具鋼,mlq
模具鋼等。
高速鋼:
elmax
superclean高速鋼,asp
30
(pm
30)高速鋼,asp
23
(pm
23)高速鋼,vancron
40高速鋼,asp
60高速鋼,skh-9高速鋼,skh-59高速鋼,hap72高速鋼,yxm4高速鋼,s690高速鋼,
k490高速鋼,k890高速鋼,asp?2052高速鋼,e
m42高速鋼,asp?2060高速鋼,m高速鋼,m42高速鋼,m4高速鋼,m35
高速鋼,1.3247高速鋼等。
Cr12鋼與Cr12W的區別
Cr12W比Cr12成分上多了W,W的含量一般為0.6%--0.8% 增加了W之后,可以增加Cr12的紅硬性,使材料更耐用。
壓鑄模具用什么材料
問題一:壓鑄模用什么材料 模芯材料用熱作模具鋼,向SKD61、DAC、DH-31、8407、8418、H13、3Cr2W8V、4Cr5MoSiV、1.2344、W302等等,太多了。
模框多數用鑄鋼、球墨鑄鐵、中碳鋼等。例如QT550、QT600、S50C。
問題二:壓鑄模具一般用什么材料 型芯一般用3Cr2W8V或H13
模架一般用45號就可以
問題三:鋁壓鑄模具用什么材料! 型芯H13供常用材料也是應用比較廣泛的。我們這鋁壓模具基本都用8407.當然這并不是絕對的。壓鑄模具壽命的好壞很大程度取決于熱處理工藝。嚴謹和合理的熱處理工藝可極大程度提高模具壽命。在加工條件許可的情況下,通常型芯的加工是:調質-粗加工-淬火處理+2或3次回火-最終成型精電加工-去應力處理和氮化。。。。
問題四:壓鑄模具一般用什么材料 壓鑄模具分為:模胚和模肉
模胚:一般都是王牌料
模肉:一般好點的用:一勝百的8418或8407,差點會用2344ESR
問題五:目前壓鑄模具模芯用哪些材料? 在國內制作壓鑄模使用的最普遍的、時間最長的材料就是3Cr2W8V。
問題六:一般鋁合金壓鑄模具采用什么材料 最常用的鋼材是3Cr2W8V。
問題七:壓鑄模具的常見材質 壓鑄件所采用的合金主要是有色合金,至于黑色金屬(鋼、鐵等)由于模具材料等問題,較少使用。而有色合金壓鑄件中又以鋁合金使用較廣泛,鋅合金次之。 下面簡單介紹一下壓鑄有色金屬的情況。(1)、壓鑄有色合金的分類 受阻收縮 混合收縮 自由收縮 鉛合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔點合金 錫合金 鋅合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 鋁硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 壓鑄有色合金 鋁合金 鋁銅系 鋁鎂系---0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔點合金 鋁鋅系鎂合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 銅合金(2)、各類壓鑄合金推薦的澆鑄溫度 合金種類 鑄件平均壁厚≤3mm 鑄件平均壁厚3mm 結構簡單 結構復雜 結構簡單 結構復雜鋁合金 鋁硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃鋁銅系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃鋁鎂系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃鋁鋅系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃鋅合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃鎂合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃銅合金 普通黃銅 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃硅黃銅 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃* 注:①澆鑄溫度一般以保溫爐的金屬液的溫度來計量。②鋅合金的澆鑄溫度不能超過450℃,以免晶粒粗大。
問題八:壓鑄模具常用什么材質的鋼材 3Cr2W8V是國內使用時間最長,最常用的壓鑄模具用鋼材。
問題九:壓鑄模芯用什么材料好 你好!
壓鑄模根據工件材料和工件訂單量以及產品要求可以有不同選擇。
比較普通的,也是最常用最便宜的壓鑄模鋼材是國產的H13,國產H13有電爐和電渣之分,國標的就相對好一些,成分基本都能達標,價位也相對的貴一點。
還有一種叫做3Cr2W8V(三鉻二鎢八釩),耐熱性較好,適合做鋁合金壓鑄模,也有的用來做銅壓鑄(做銅壓鑄的效果如何我不得而知)價位比較適中。
好一些的有日本的SKD-61,價位在國標H13的兩倍左右,韌性較好,其他性基本都能好于H13,比較適合大批量的產品生產,而且模具拋光效果優于國產料。
還有8407,瑞典一勝百的,性能也非常優越。做壓鑄模極少出現龜裂,壽命較長。
其他的還有一些并不是經常用到的如奧地利百祿W302,日本FDAC等。
總之,以上的壓鑄模用模具鋼的主要成分相差不是太大,在原材料的純凈度、特殊成分的添加,以及模具材料生產的工藝上有區別。可以根據自己的要求來選擇適合你的模具材料。
問題十:壓鑄模應該用什么鋼材呢? 壓鑄模的鋼材一般使用模具鋼。 模具鋼 模具鋼
模具鋼大致可分為(冷作模具鋼)、(熱作模具鋼)和(塑料模具鋼)3類,用于鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由于各種模具用途不同,工作條件復雜,因此對模具用鋼,按其所制造模具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性,足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由于這類用途不同,工作條件復雜,因此對模具用鋼的性能要求也不同。
冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼,按其所制造具的工作條件,應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用于這類用途的合金工具用鋼一般屬于高碳合金鋼,碳質量分數在0.80%以上,鉻是這類鋼的重要合金元素,其質量分數通常不大于5%。但對于一些耐磨性要求很高,淬火后變形很小模具用鋼,最高鉻質量分數可達13%,并且為了形成大量碳化物,鋼中碳質量分數也很高,最高可達2.0%~2.3%。冷作模具鋼的碳含量較高,其組織大部分屬于過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型,包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外,還要承受反復受熱和冷卻的做用,而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外,還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性,此外還要求具有較高的淬透性,以保證整個截面具有一致的力學性能。對于壓鑄模用鋼,還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋,以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼,碳質量分數在0.30%~0.60%,屬于亞共析鋼,也有一部分鋼由于加入較多的合金元素(如鎢、鉬、釩等)而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。
塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定性和耐蝕性等性能。此外,還要求具有良好的工藝性,如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩定等。一般情況下,注射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼;熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。 [編輯本段]模具鋼分類2.1冷作模具鋼
2.1.1高碳低合金冷作模具鋼
9SiCr、9CrWMn、CrWMn、Cr2、9Cr2Mo、7CrSiMnMoV、8Cr2MnWMoVS、Cr2Mn2SiWMoV
2.1.2抗磨損冷作模具鋼
6Cr4W3Mo2VNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1
2.1.3抗沖擊冷作模具鋼
4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si
2.1.4冷作模具碳素工具鋼
T7、T8、T9、T10、T11、T12
2.1.5冷作模具用高速鋼
W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N、W18Cr4V、W9Mo3Cr4V
2.1.6無磁模具用鋼
7Mn15Cr2Ae3V2Wmo、1Cr18Ni9Ti
2.2熱作模具鋼
2.2.1低耐熱性熱作模具鋼
5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi
2.2.2中耐熱性熱作模具鋼
4Cr5MoSi......
X210CrW12是什么材料
X210CrW12這種優質高碳高鉻工具鋼。這種質量等級提供非常高的耐磨性和邊緣保持質量。作為空氣硬化鋼,它具有出色的耐磨性和耐磨性。X210CrW12具有良好的貫穿硬化性能和尺寸穩定性,并具有高耐回火性。
X210CrW12應用
X210CrW12適用于需要大耐磨性的應用。沖裁工具,繪圖工具,拉絲模,心軸,成型工具,剪切刀片和沖壓工具等應用。
X210CrW12成份分析:
碳 2.00-2.30% 鉻 11.00-13.00%
錳 0.30-0.60% 鎢 0.60-0.80%
硅 0.10-0.40% 磷 ≤0.03%
硫 ≤0.03%
鍛造
緩慢加熱至700℃,然后更快速加熱至900-1050℃。鍛造后緩慢冷卻,zui好在爐內進行。
退火
由于該等級是在退火和可加工的條件下供應的,因此只有在鍛造或硬化時才需要再退火。將鋼退火至800-840℃并緩慢冷卻爐內。退火后的硬度約為225HB。
去應力退火
當加工操作很重或工具有不平衡部分時,在加熱到650-700℃之前去除應力,均衡,緩慢冷卻。
硬化
預熱至750-800℃并徹底浸泡。繼續加熱至950-980℃的最終硬化溫度,讓組件加熱通過。在空氣中冷卻或在油中淬火。X210CrW12適用于真空(高速氣體)硬化。
回火
在選定的回火溫度下均勻徹底地加熱鋼,并且每25mm的總厚度保持至少1小時。X210CrW12的雙回火應在中間冷卻至室溫的條件下進行。
溫度[℃] 100 200 300 400 500 600
硬度[HRc] 63 62 60 58 56 48
關于不銹鋼的代號
不銹鋼定義
在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-鉻鎳鋼等高合金鋼。
從金相學角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。
為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
不銹鋼種類:
不銹鋼可以按用途、化學成分及金相組織來大體分類。
以奧氏體系類的鋼由18%鉻-8%鎳為基本組成,各元素的加入量變化的不同,而開發各種用途的鋼種。
以化學成分分類:
①. CR系列:鐵素體系列、馬氏體系列
②. CR-NI系列:奧氏體系列,異常系列,析出硬化系列。
以金相組織的分類:
①. 奧氏體不銹鋼
②. 鐵素體不銹鋼
③. 馬氏體不銹鋼
④. 雙相不銹鋼
⑤. 沉淀硬化不銹鋼
不銹鋼的標識方法
鋼的編號和表示方法
①用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成份,用阿拉伯字母來表示成份含量:
如:中國、俄國 12CrNi3A
②用固定位數數字來表示鋼類系列或數字;如:美國、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
我國的編號規則
①采用元素符號
②用途、漢語拼音,平爐鋼:P、 沸騰鋼:F、 鎮靜鋼:B、甲類鋼:A、T8:特8、
GCr15:滾珠
◆合結鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi 60SiMn、(用萬分之幾表示C含量)
◆不銹鋼、合金工具鋼(用千分之幾表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即
0.1%C),不銹 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如0Cr17Ni13Mo
國際不銹鋼標示方法
美國鋼鐵學會是用三位數字來標示各種標準級的可鍛不銹鋼的。其中:
①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數字標示,
②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數字表示。例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼
是以201、 304、 316以及310為標記,
③鐵素體不銹鋼是以430和446為標記,馬氏體不銹鋼 是以410、420以及440C為標
記,雙相(奧氏體-鐵素體),
④不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼以及含鐵量低于50%的高合金通常是采用專利名稱或商標命名。
4).標準的分類和分級
4-1分級:
①國家標準GB
②行業標準YB
③地方標準
④企業標準Q/CB
4-2 分類:
①產品標準
②包裝標準
③方法標準
④基礎標準
4-3 標準水平(分三級):
Y級:國際先進水平
I級:國際一般水平
H級:國內先進水平
4-4國標
GB1220-84 不銹棒材(I級)
GB4241-84 不銹焊接盤園(H級)
GB4356-84 不銹焊接盤園(I級)
GB1270-80 不銹管材(I級)
GB12771-91 不銹焊管(Y級)
GB3280-84 不銹冷板(I級)
GB4237-84 不銹熱板(I級)
GB4239-91 不銹冷帶(I級)
不銹鋼專業名詞
通俗地說,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統;按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、兼容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點,所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建筑裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。
奧氏體不銹鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。
鐵素體不銹鋼:在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼具導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,因而限制了它的應用。爐外精煉技術(AOD或VOD)的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣泛應用。
奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼:是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
馬氏體不銹鋼:通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
不銹鋼的物理化學機械特性
不銹鋼的物理性能主要用以下幾方面來表示:
①.熱膨脹系數:因溫度變化而引起物質量度元素的變化。膨脹系數是膨脹-溫度曲線的斜率,瞬時膨脹系數是特定溫度下的斜率,兩個指定的溫度之間的平均斜率是平均熱膨脹系數。膨脹系數可以用體積或者是長度表示,通常是用長度表示。
②.密度:物質的密度是該物質單位體積的質量,單位是kg/m3或1b/in3。
③.彈性模量:當施加力于單位長度棱住的兩端能引起物體在長度上的單位變化時,單位面積上所需的力稱為彈性模量。單位為1b/in3或N/m3。
④.電阻率:在單位長度立方體材料的兩對面之間測量的電阻,單位用?m,?cm或(已廢的)/(circular mil.ft)來表示。
⑤.磁導率:無量綱系數,表示物質易被磁化的程度,是磁感應強度與磁場強度之比。
⑥.熔化溫度范圍:確定合金開始凝固和凝固完了的溫度。
⑦.比熱: 單位質量的物質溫度改變1度所需要的熱量。在英制和CGs制中二者比熱的數值相同,因為熱量的單位(Biu或cal)取決于單位質量的水升高1度聽需的熱量。國際單位制中比熱的數值與英制或CGS制是不同的,因為能量的單位(J)是按不同的定義定的。比熱的單位是Btu(1b?0F)及J/(kg ?k)。
⑧.熱導率:物質導熱的速率的量度。在單位截面積物質上建立單位長度上的1度的溫度梯度時,那么熱導率定義為單位時間傳導的熱量,熱導率的單位為 Btu/(h?ft?0F)或w/(m ?K)。
⑨.熱擴散率:是確定物質內部溫度前遷速率的一種性能,是熱導率對比熱和密度乘積的比值,熱擴散率單位以Btu/(h?ft?0F)或w/(m?k)表示。
不銹鋼的性能與組織
目前已知的化學元素有100多種,在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對于人們在與腐蝕現象作長期斗爭的實踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說,最常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對不銹鋼的性能與組織影響最大的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素周期表中位于過渡族的元素。
實際上工業上應用的不銹鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存于不銹鋼這一個統一體中時,它們的影響要比單獨存在時復雜得多,因為在這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。
1).各種元素對不銹鋼的性能和組織的影響和作用
1-1.鉻在不銹鋼中的決定作用:決定不銹鋼性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不銹鋼都含有一定數量的鉻。迄今為止,還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后,促使其內部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發展。這種變化可以從以下方面得到說明:
①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高
②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化
鈍化是由于陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構成金屬與合金鈍化的理論很多,主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。
1-2. 碳在不銹鋼中的兩重性
碳是工業用鋼的主要元素之一,鋼的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式,在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對組織的影響主要表現在兩方面,一方面碳是穩定奧氏體的元素,并且作用的程度很大(約為鎳的30倍),另一方面由于碳和鉻的親和力很大,與鉻形成—系列復雜的碳化物。所以,從強度與耐腐燭性能兩方面來看,碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。
認識了這一影響的規律,我們就可以從不同的使用要求出發,選擇不同含碳量的不銹鋼。
例如工業中應用最廣泛的,也是最起碼的不銹鋼——0Crl3~4Cr13這五個鋼號的標準含鉻量規定為12~14%,就是把碳要與鉻形成碳化鉻的因素考慮進去以后才決定的,目的即在于使碳與鉻結合成碳化鉻以后,固溶體中的含鉻量不致低于11.7%這一最低限度的含鉻量。
就這五個鋼號來說由于含碳量不同,強度與耐腐蝕性能也是有區別的,0Cr13~2Crl3鋼的耐腐蝕性較好但強度低于3Crl3和4Cr13鋼,多用于制造結構零件,后兩個鋼號由于含碳較高而可獲得高的強度多用于制造彈簧、刀具等要求高強度及耐磨的零件。又如為了克服18-8鉻鎳不銹鋼的晶間腐蝕,可以將鋼的含碳量降至0.03%以下,或者加入比鉻和碳親和力更大的元素(鈦或鈮),使之不形成碳化鉻,再如當高硬度與耐磨性成為主要要求時,我們可以在增加鋼的含碳量的同時適當地提高含鉻量,做到既滿足硬度與耐磨性的要求,又兼顧—定的耐腐蝕功能,工業上用作軸承、量具與刃具有不銹鋼9Cr18和9Cr17MoVCo鋼,含碳量雖高達0.85~0.95%,由于它們的含鉻量也相應地提高了,所以仍保證了耐腐蝕的要求。
總的來講,目前工業中獲得應用的不銹鋼的含碳量都是比較低的,大多數不銹鋼的含碳量在0.1~0.4%之間,耐酸鋼則以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大于0.4%的不銹鋼僅占鋼號總數的一小部分,這是因為在大多數使用條件下,不銹鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外,較低的含碳量也是出于某些工藝上的要求,如易于焊接及冷變形等。
1-3. 鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合后才發揮出來的
鎳是優良的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要達到24%;而只有含鎳27%時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時,含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。
基于上面的情況可知,鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用,在于它使高鉻鋼的組織發生變化,從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。
1-4. 錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳
鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多,但近幾十年來由于鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強鋼的大量發展與應用,以及化學工業日益發展對不銹鋼的需要量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區,因此在世界范圍內出現了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不銹鋼與許多其它合金領域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等)中,特別是鎳 的資源比較缺乏的國家,廣泛地開展了節鎳和以其它元素代鎳的科學研究與生產實踐,在這方面研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。
錳對于奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切一些,錳的作用不在于形成奧氏體,而是在于它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體的穩定性,抑制奧氏體的分解,使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面,錳的作用不大,如鋼中的 含錳量從0到10.4%變化,也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發生明顯的改變。這是因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大,形成的氧化膜的防護作用也很低,所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不銹鋼使用。 錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一,即2%的氮在鋼中的作用也是穩定奧氏體,并且作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在工業中獲得應用,有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不銹鋼。
1-5.不銹鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。
1-6.鉬和銅可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能。
1-7.其它元素對不銹鋼的性能和組織的影響
以上主要的九種元素對不銹鋼的性能和組織的影響,除這些元素對不銹鋼性能與組織影響較大的元素以外,不銹鋼中還含有一些其它的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質元素,如硅、硫、磷等.也有的是為了某些特定的目的而加入的,如鈷、硼、硒、稀土元素等。從不銹鋼的耐腐蝕性能這一主要性質來說,這些元素相對于已討論的九種元素,都是非主要方面的,雖然如此,但也不能完全忽略,因為它們對不銹鋼的性能與組織同樣也發生影響。
硅是形成鐵素體的元素,在一般不銹鋼中為常存雜質元素。
鈷作為合金元素在鋼中應用不多,這是因為鈷的價格高及其在其它方面(如高速鋼、硬質合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等)有著更重要的用途。在一般不銹鋼中加鈷作合金元素的也不多,常用不銹鋼如9Crl7MoVCo鋼(含1.2-1.8%鈷)加鈷,目的并不在于提高耐腐蝕性能而在于提高硬度,因為這種不銹鋼的主要用途是制造切片機械刃具、剪刀及手術刀片等。
硼:高鉻鐵素體不銹鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0.005%硼,可使在沸騰的65%醋酸中的耐腐蝕性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奧氏體不銹鋼的熱態塑性改善。少量的硼由于形成低熔點共晶體,使奧氏體鋼焊接時產生熱裂紋的傾向增大,但含有較多的硼(0.5~0.6%)時,反而可防止熱裂紋的產生。因為當含有0.5~0.6%的硼時,形成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點降低。熔池的凝固溫度低于半溶化區時,母材在冷卻時產生的張應力,由處于液態.固態的焊縫金屬承受,此時是不致引起裂縫的,即使在近縫區形成了裂紋,也可以為處于液態-固態的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業中有著特殊的用途。
磷:在一般不銹鋼中都是雜質元素,但其在奧氏體不銹鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣顯著,故含量可允許高一些,如有的資料提出可達0.06%,以利于冶煉控制。個別的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達0.06%(如2Crl3NiMn9鋼)以至0.08%(如Cr14Mnl4Ni鋼)。利用磷對鋼的強化作用,也有加磷作為時效硬化不銹鋼的合金元素,PH17-10P鋼(含0.25%磷)乃PH-HNM鋼(含0.30磷)等。
硫和硒:在一般不銹鋼中也是常有雜質元素。但向不銹鋼中加0.2~0.4%的硫,可提高不銹鋼的切削性能,硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不銹鋼的切削性能,是因為它們降低不銹鋼的韌性,例如一般18-8鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達30公斤/厘米2。含0.31%硫的18-8鋼(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的沖擊值為1.8公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8鋼(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的沖擊值為3.24公斤/平方厘米。硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能,所以實際應用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素應用于不銹鋼,目前主要在于改善工藝性能方面。如向Crl7Ti鋼和Cr17Mo2Ti鋼中加少量的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼中加0.02~0.5%的稀土元素(鈰鑭合金),可顯著改善鍛造性能。曾有一種含19.5%鉻、23%鎳以及鉬銅錳的奧氏體鋼,由于熱加工工藝性能在過去只能生產鑄件,加稀土元素后則可軋制成各種型材。
2).按金相組織對不銹鋼的分類及各類不銹鋼的一般特點
按化學成分(主要是含鉻量)及用途,不銹鋼分為不銹與耐酸兩大類。工業上還按自高溫(900-1100度)加熱空氣冷卻后鋼的基體組織的類型對不銹鋼進行分類,這是基于我們上面所討論的碳及合金元素對不銹鋼組織影響的特點決定的。
工業上應用的不銹鋼按金相組織可分為三大類:鐵素體不銹鋼,馬氏體不銹鋼,奧氏體不銹鋼。可以把這三類不銹鋼的特點歸納(如下表),但需要說明的是馬氏體不銹鋼并不是都不可焊接,只是受某些條件的限制,如焊前應預熱焊后應作高溫回火等,而使焊接工藝比較復雜。實際生產中一些馬氏體不銹鋼如1Cr13,2Cr13以及2Cr13與45鋼焊接還是比較多的。
不銹鋼的分類、主要成分及性能比較
分類 大概成分 (%) 淬火性 耐蝕性 加工性 可焊接性 磁性
C Cr Ni
鐵素體系 0.35以下 16-27 - 無 佳 尚佳 尚可 有
馬氏體系 1.20以下 11-15 - 自硬性 可 可 不可 有
奧氏體系 0.25以下 16以上 7以上 無 優 優 優 無
以上分類僅是按鋼的基體組織分的,由于鋼中穩定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡,以及由于大量的鉻使平衡圖S點左移,工業中應用的不銹鋼的組織除了上面講的三種基本類型以外,還有馬氏體—鐵素體,奧氏體-鐵素體,奧氏體-馬氏體等過渡型的復相不銹鋼,以及具有馬氏體-碳化物組織的不銹鋼。
2-1.鐵素體鋼
含鉻大于14%的低碳鉻不銹鋼,含鉻大干27%的任何含碳量的鉻不銹鋼,以及在上述成分基礎上再添加有鉬、鈦、鈮、硅、鋁、、鎢、釩等元素的不銹鋼,化學成分中形成鐵素體的元素占絕對優勢,基體組織為鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀態下的組織為鐵素體,退火及時效狀態的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。
屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。
2-2.鐵素休-馬氏體鋼
這類鋼在高溫時為y+a(或)兩相狀態,快冷時發生y-M轉變,鐵素體仍被保留,常溫組織為馬氏體和鐵素體,由于成分及加熱溫度的不同,組織中的鐵素體量可在百分之幾至幾十的范圍內變化。0Crl3鋼,lCrl3鋼,鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼,Cr17Ni2鋼,Cr17wn4鋼,以及在ICrl3鋼基礎上發展起來的許多改型12%鉻熱強鋼(這類鋼也叫做耐熱不銹鋼)中的許多鋼號,如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均屬干這一類。
鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強化,故可獲得較高的機械性能。但它們的機械性能與工藝性能在很大程度上受組織中鐵素體的含量及分布形態的影響。這類鋼按成分中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個系列。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質的能力,并且具有良好的減震性及較小的線膨脹系數;后者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當,但在一定程度上也保留著高鉻鐵素體鋼的某些缺點。
2-3.馬氏體鋼
這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區,但它們的y相僅在高溫時穩定,M點一般在3OO℃左右,故冷卻時轉變為馬氏體。
這類鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12%鉻熱強鋼,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不銹鋼的機械性能、耐腐蝕性能、工藝性能與物理性能,均和含鉻12~14%的鐵素體-馬氏體不銹鋼相近。由于組織中沒有游離的鐵素體,機械性能比上述鋼要高,但熱處理時的過熱敏感性較低。
2-4.馬氏體—碳化物鋼
Fe-C合金的并析點的含碳為0.83%,在不銹鋼中由于鉻使S點左移,含12%鉻和大于0.4%碳的鋼(圖11-3),以及含18%鉻和大于0.3%碳的鋼(圖卜)3)均屬于過共析鋼。這類鋼在正常淬火溫度加熱,次生碳化物不能完全溶于奧氏體,因此淬火后的組織為馬氏體和碳化物組成。
屬于這一類的不銹鋼牌號不多,卻是一些含碳比較高的不銹鋼,如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo鋼等,含碳量偏上限的3Crl3鋼在較低的溫度下淬火,也可能出現這樣的組織。由于含碳量高,上述9Cr18等三個鋼號中雖含有較多的鉻,但其耐腐蝕性能僅與含12~14%鍺的不銹鋼相當。這類鋼的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如切削工具、軸承、彈簧及醫療器械等。
2-5.奧氏體鋼
這類鋼含有較多擴大y區和穩定奧氏體的元素,在高溫時為均為y相,冷卻時由于Ms點在室溫以下,所以在常溫下具有奧氏體組織。 18-8, 18-12、25-20、20-25Mo等鉻鎳不銹鋼,以錳代替部分鎳并加氮的低鎳不銹鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬于這一類。
奧氏體不銹鋼具有前已述及的許多優點,雖然機械性能也比較低,和鐵素體不銹鋼—樣不能熱處理強化,但可以通過冷加工變形的方法,利用加工硬化作用提高它們的強度。 這類鋼的缺點是對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感,需通過適當地合金添加劑及工藝措施消除。
2-6.奧氏體-鐵素體鋼
這類鋼因擴大y區和穩定奧氏體元素的作用程度,不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織,因此為奧氏體-鐵素體復相狀態,其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的范圍內變化。
屬于這一類的不銹鋼很多,如低碳的18-8鉻鎳鋼,加鈦、鈮、鉬的18-8鉻鎳鋼,特別是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,此外含鉻大于14~15%而碳低于0.2%的鉻錳不銹鋼(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已獲得應用的大多數鉻錳氮不銹鋼等。與純奧氏體不銹鋼比較,這類鋼的優點很多,如屈服強度較高,抗晶間腐蝕的能力較高,應力腐蝕的敏感性低,焊接時產生熱裂紋的傾向小,鑄造流動性好等等。缺點是壓力加工性能較差,點腐蝕傾向較大,易產生c相脆性,在強磁場作用下表現出弱磁性等。所有這些優點和缺點均來源于組織中的鐵素體。
2-7.奧氏缽-馬氏體鋼
這類鋼的Ms點低于室溫,固溶處理以后為奧氏體組織,易于成形和焊接。通常可用兩種工藝方法使之發生馬氏體轉變。一是固溶處理以后經700~800度加熱,奧氏體因析出碳化鉻而轉變為介穩定狀態,Ms點升高至室溫以上,冷卻時轉變為馬氏體;二是固溶處理以后直接冷卻至Ms與Mf點之間,使奧氏體轉變為馬氏體。后一方法可獲得較高的耐腐蝕性能,但固溶處理以后至深冷的間隔時間不宜過久,否則會因奧氏體的陳化穩定作用而使深冷的強化效應降低。經上述處理以后鋼再經400~500度時效,使析出金屬間化合物進—步強化。這類鋼的典型鋼號有17Cr一7Ni一A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。這類鋼也稱為奧氏體-馬氏體時效不銹鋼,并因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,還存在不同數量的鐵素體,故也稱為半奧氏體沉淀硬化不銹鋼。
這類鋼是50年代后期發展和應用的新型不銹鋼,它們總的特點是強度高(C可達100一150)及熱強性好,但由于含鉻量較低并在熱處理時有碳化鉻析出,因此耐腐蝕性能比標準的奧氏體不銹鋼要低一些。也可以說這類鋼的高強度是在犧牲一部分耐腐蝕性能與其它性能(如非磁性)的情況下獲得的,目前這類鋼主要用于航空工業及火箭導彈生產方面,一般機械制造中應用尚不普遍,并且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的一個系列。
不銹鋼的耐蝕性能
腐蝕的種類和定義
一種不銹鋼可在許多介質中具有良好的耐蝕性,但在另外某種介質中,卻可能因化學穩定性低而發生腐蝕。所以說,一種不銹鋼不可能對所有介質都耐蝕。 在眾多的工業用途中,不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看,除機械失效外,不銹鋼的腐蝕主要表現在:不銹鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。
金屬的腐蝕,按機理可分為特理腐蝕、化學
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