不锈钢的切削性能和淬透性
马氏体不锈钢性能介绍
马氏体不锈钢马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。
这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。
按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。
马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。
图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。
在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。
当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。
铬是马氏体铬不锈钢最重要的合金元素。
铬是铁素体形成元素，足够的铬可使钢变成单一的铁素体不锈钢，铬和碳的相互作用使钢在高温时具有稳定的γ或γ+α相区，铬可以降低奥氏体向铁素体和碳化物的转变速度，从而提高淬透性；在大气H2S及氧化性酸介质中。
它能提高钢的耐蚀性能，这与铬能促使生成一层铬的氧化物保护膜有关，但在还原介质中，随着铬含量的提高，钢的耐蚀性下降；铬含量的提高，钢的抗氧化性能也明显提高。
碳是马氏体铬不锈钢另一重要的合金元素。
为了产生马氏体相变，碳含量要视钢中的铬含量而定，一般充分考虑碳、铬两者相互关系及碳的溶解极限(见图1-5)。
在给定的铬量下，碳含理提高，强度、硬度提高，塑性降低，耐蚀性下降。
刀具钢材之粉末钢
刀具钢材—粉末冶金钢粉末冶金钢材越来越成为刀具制作主流。
目前，美国、日本、瑞典、德国等钢材冶炼強国纷纷推出各种粉末钢，其中有很多都是刀具制作的上好材料。
比如：CPM-S30V以及演化出來的S35VN S60V，S90V，CPM-154CM，CPM-D2，CPM-M4，CPM-3V20CV以及M390......瑞典的RWL34、日本的YXR7......CPM-S30V：CPM S30V是由Crucible Materials公司生产的粉末不锈钢，研制者主要是Dick Barber和Chirs Reeve。
当然，很多刀匠都参与了其中的改进，包括Emerson,Phil Wilson,Tom Mayo,Paul Bos等10余位著名的刀届人士。
专门为刀设计的钢材CPM S30V的最大优势在于它的热处理稳定，次品率极低，研磨方便，和强度极高。
这和其中所用的高科技是分不开的。
CPM S30V的均匀性是当时世界最好的，均匀性意味着稳定的性能和强度。
它是最早大规模应用于刀具制作的粉末冶金钢材之一，曾经引发过许多争论（主要集中在与BG42的性能之争）。
可以把它的出现看做是刀具行业另一个时代的开始。
个人认为它的出现注定是一次毁誉参半的尝试，但无疑是伟大的。
CPM-S35VN：或许是S30V的争议太大，或许是市场对S30V的不满，或许有其他什么原因，Crucible Materials公司推出了S35VN，按照厂家的说法，S35VN的化学成分经过了调整，加入了铌。
因此，除了钒和铬的碳化物，钢材中会出现铌的碳化物。
由于部分钒的碳化物被铌的碳化物所取代，CPM S35VN相比S30V而言，在不损失保持性的条件下，韧性提高了15%-20%。
韧性的提高可以使得刀刃的抗破损能力提高。
由于铌的碳化物和钒的碳化物在硬度和实际效果方面比铬的碳化物能够提供更好的保持性，因此CPM的不锈钢产品相比传统的高铬钢材具有更好的保持性。
由于其均质性和高质量，而比传统工艺生产的钢材具有更好的尺寸稳定性（热处理后变形率在0.05%-0.1%）、易磨性和强度。
ASTM A565 XM-32不锈钢热处理工艺的研究
材质为 Ａ Ｔ ５ ５Ｘ ３ Ｓ Ｍ Ａ ６ Ｍ一 ２的不锈钢锻件是公 司承接的燃 气轮机用叶轮 。由于工作环境 的特殊性 ， 该锻件不仅要求窒温下 高的强度和高的冲击『 ￣ｌＯ ，Ｓ ＭＡ ６ 标准要求４ ＞４ ） 揽 Ｏ Ｊ Ｔ ５５ Ａ ｉ １ ， Ｊ 同时， 要求在给定温度（９ ５ ５℃） 和给定载荷下（４ ａ缺 口复合 ２ ０ＭＰ ） 试样持久 ３ ０ｈ不断裂。 首次接触该材料 ， 为保证叶轮锻件热处理 后性能指标 的一次合格率 ， 避免 重复热处理 ， 行了材料试棒 的 进 系列热处理试验 ， 从而确定 合理 的工 艺参数 ， 为叶轮锻件 的热处 理提供参考。
（ ）室 温下 的力 学 性 能 要求 见 表 ２ ２ 。
表 ２ 室温 下 力 学 性 能
ｌ ． Ｍａ Ｒ（Ｐ） ） （ Ａ Ｊ ） ８
ｌ
≥ ８ ０ ３
≥ ｌ０３ ５
≥ １ ３
≥３ Ｏ
≥ ｌ ０ ３ ～３ ０ ２１ ５２
Ｍ 是 固溶强化元素 ， ｏ 适量添加 Ｍ ｏ可增强钢的蠕 变强度 ， 提高钢
Ｄ０８～ ０５０～ ≤ ２５ ～ １５ ５０～ ０２５～ ． ． ．０ ｌ ．０ １ ． ≤
．
Ｏ １ ０ ９ ０ ３ ３ ０ １ ２ ２ ０ ０ ４ ００ｌ ． １ ０ ０ ．５ ．Ｏ ＿０ ．０ ２ ５ ．０ ．０ ． ５ ０ ０ ０ ．６
山西科技
Ｓ Ｎ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｎ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ ＨＡ Ｘ Ｉ Ｎ ＥＡ ＤＴ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｓ
２１年 ００
第 ２卷 ５
第４ 期
● 应 用 技 术
Ａ Ｔ ５ ５Ｘ ３ Ｓ Ｍ Ａ ６ Ｍ一 ２不锈钢热处理工艺的研究
张 英 云 ． 丙静 张
（ 太原重 工铸锻分 公 司工艺材料 所 ， 山西太原 ，３０ ４ ０ ０２ ）
常用金属材料及特性
机械加工常用金属材料及特性1. 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢;主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹;小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理;应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞;轴、齿轮、齿条、蜗杆等;焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火;2. Q235AA3钢——最常用的碳素结构钢;主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能;应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构;如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等;3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢;主要特征: 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100～150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理;应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等;4. HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征: 强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可;冷态下可局部镦粗和拉丝;淬透性低,正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件6. 65Mn——常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等;7. 0Cr18Ni9——最常用的不锈钢美国钢号304,日本钢号SUS304特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备8. Cr12——常用的冷作模具钢美国钢号D3,日本钢号SKD1特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢;该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等9. DC53——常用的日本进口冷作模具钢特性和应用: 高强韧性冷作模具钢,日本大同特殊钢株厂家钢号;高温回火后具有高硬度、高韧性,线切割性良好;用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等10、SM45——普通碳素塑料模具钢日本钢号S45C10. DCCr12MoV——耐磨铬钢国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改善,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒增加韧性.此钢有高淬透性,截面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,较Cr12有高的韧性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和良好的综合机械性能.所以可以制造截面大,形状复杂,经受较大冲击的各种模具,例如普通拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准工具,量具等;11. SKD11——韧性铬钢.日本日立株式生产.在技术上改善钢中的铸造组织,细化了晶粒.较Cr12mov的韧性和耐磨性有所提高.延长了模具的使用寿命.12. D2——高碳高铬冷作钢,美国产.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高温抗氧化性能好,淬火和抛光后抗锈蚀能力好,热处理变形小,宜制造各种要求高精度,长寿命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷挤压模,冷剪切刀等;13. SKD11SLD——不变形韧性高铬钢.日本日立株式生产.由于钢中MO,V含量增加,改善钢中的铸造组织,细化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此钢的强韧性抗弯强度,挠度,冲击韧度等比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.实践证明此钢模具寿命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,冲击砂轮片的模等;14. DC53——高韧性高铬钢,日本大同株式生产.热处理硬度高于SKD11.高温520-530回火后可达62-63HRC高硬度,在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11.韧性是SKD11的两倍.DC53的韧性在冷作模具制造很少出现裂纹和龟裂.大大提高了使用寿命.残余应力小.经高温回头减少残余应力.因为线切割加工后的裂痕和变形得到抑制.切削性和研磨性超过SKD11.用于精密冲压模,冷锻,深拉模等.15. SKH-9——耐磨性,韧性大的通用高速钢.日本日立株式生产.用于冷锻模,切条机,钻头,铰刀,冲头等;16. ASP-23——粉末冶金高速钢,瑞典产.碳化物分布极均匀,耐磨损,高韧性,易加工,热处理尺寸稳定.用于冲头,深拉伸模,钻模,铣刀和剪切刀片等各类长寿命之切削工具;17. P20——一般要求的大小塑胶模具,美国产.可电蚀操作.出厂状态预硬HB270-300.淬火硬度HRC52;18. 718——高要求的大小塑胶模具,瑞典产.尤其电蚀操作. 出厂状态预硬HB290-330. 淬火硬度HRC5219. Nak80——高镜面,高精度塑胶模具,日本大同株式产. 出厂状态预硬HB370-400.淬火硬度HRC5220. S136——防腐蚀及需镜面抛光塑胶模具,瑞典产. 出厂状态预硬HB＜215.淬火硬度HRC52;21. H13——普通常用压铸模,用于铝,锌,镁及合金压铸.热冲压模,铝挤压模,22. SKD61——高级压铸模,日本日立株式产,经电碴重溶技术,在使用寿命上比H13有明显的提高. 热冲压模,铝挤压模,23. 8407——高级压铸模,瑞典产. 热冲压模,铝挤压模;24. FDAC——添加了硫加强其易削性,出厂预硬硬度338-42HRC,可直接进行刻雕加工, 无须淬火,回火处理.用于小批量模,简易模,各种树脂制品,滑动零部件,交期短的模具零件.拉链模,眼镜框模;。
淬透性与淬硬性的区别
渗碳钢的化学成分特点:常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类.(1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25%范围内,对于重载的渗碳体,可以提高到0.25--0.30%碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56--62HRC。
但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件,如轴套、链条等.(2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性,细化晶粒,强化固溶体,影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织.在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等.低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等.中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等.固体渗碳;液体渗碳;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2%,层深为0.5--2.0mm.渗碳后的热处理---渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料.渗碳只能改变工件表面的含碳量,而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现.渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火.淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织.低温回火温度为150--200C.渗碳零件注意事项:(1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织,使表面粗糙度变细,消除材料流线不合理状态.正火工艺;用860--980C空冷、179--217HBS.(2)渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC.(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工.(4)不得用镀锌的方法防渗碳.渗氮用钢---凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜,对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮.渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度,但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540C经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm) .必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底,才能发挥渗氮的最大作用.总的来看,大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的,不论表面和心部的性能都要求很高.如果用碳钢进行渗氮,形成Fe 4N和Fe 2N较不稳定。
《工程材料学1》习题
《工程材料》习题第一章第二章习题一、名称解释疲劳强度、过冷度、晶格、变质处理、晶体结构、晶体二、判断题1、金属结晶的必要条件是快冷。
2、细晶粒金属的强度高但塑性差。
3、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
4、金属的晶界是面缺陷。
晶粒越细，晶界越多，金属的性能越差。
5、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
6、晶界是一种面缺陷，所以晶界面积越大，金属的机械性能越差。
7、实际金属在不同方向上的性能是不一样的。
8、所有金属材料在拉伸时均有明显的屈服现象。
三、选择题1、决定金属结晶后晶粒大小的因素a)液态金属的形核率b)金属的实际结晶温度c)结晶速率d)晶核的长大速率2、工程上使用的金属材料一般都具有a)各向异性b)各向同性c)伪各向异性d)伪各向同性3、金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度a)越高b)越低c)越接近理论结晶温度d)不能确定4、多晶体的晶粒越细，则其a)强度越高，塑性越好b)强度越高，塑性越差c)强度越低，塑性越好d)强度越低，塑性越差5、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化6、铸造条件下，冷却速度越大，则a)过冷度越大，晶粒越细b)过冷度越大，晶粒越粗c)过冷度越小，晶粒越细d)过冷度越大，晶粒越粗四、填空题1、金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越，晶粒越，强度越，塑性越。
2、金属的结晶主要由和两个基本过程组成。
3、金属结晶过程中，细化晶粒的方法有、和。
4、实际金属中存在、、缺陷。
其中，位错是缺陷，晶界是缺陷。
第三章习题一、名称解释固溶强化弥散强化相金属化合物固溶体二、判断题9、金属化合物相与固溶体相的本质区别在于前者的硬度高、脆性大。
10、由于溶质原子对位错运动具有阻碍作用，因此造成固溶体合金的强度、硬度提高。
11、固溶体的强度、·一定比溶剂金属的强度、硬度高。
三、选择题1、固溶体合金在结晶时a)不发生共晶转变b)要发生共晶转变c)必然有二次相析出d)多数要发生共析转变2、二元合金中，铸造性能最好的合金是：a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金3、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是：a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化4、二元合金中，压力加工性能最好的合金是a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金四、填空题1、强化金属材料的基本方法：、和。
不锈钢切削工作总结
不锈钢切削工作总结
不锈钢由于其自身特性,在切削加工过程中难度较大,容易产生磨损。
经过这次切削工作,我总结几点经验:
1. 使用正确的工具材料。
不锈钢最好使用陶瓷或超级陶瓷的刀具,降低磨损。
使用碳钢或高速钢的刀具在切削不锈钢时寿命较短。
2. 选择合适的切削参数。
切削速度和进给率不能太大,否则容易造成刀具断裂。
速度一般控制在100-150/之间,进给率控制在0.1-0.2/转之间。
3. 减小切屑厚度。
一次切除厚度控制在0.2以下,多次切削完成整个形状,减轻单次切削的负担。
4. 切削材料预热。
将不锈钢材料预热到150-200°,可以减少切削时的力量和延展冷缩应力,有利于延长刀具使用寿命。
5. 增大切削液流量。
合理使用切削液冷却和清洗作用,有效减少风化和磨损。
通过这次总结,下次切削不锈钢时能选择更合适的工具和参数,操作过程更顺利,也为日后不锈钢加工积累经验。
常用钢材热处理硬度值参考表
。 用作冲压件、压延件，各类不承受载 荷的覆盖件、渗碳，渗氮、氰化件、制作 各类套筒、靠模、支架
强度、硬度较高，塑性好、焊接性尚 用于受力不大，温度<150℃的低载荷零
30 好，可在正火或调质后使用，适于热锻 件：如丝杆、拉杆、轴键、齿轮、轴套筒
、热压。被切削性良好
等，渗碳件表面耐磨性好，可作耐磨件
HRC55-62 强度韧性均好，承受高应力、耐磨件，齿轮、心轴。 8-12元/千克
HRC58-65 测力弹簧、一般机械的圆、方螺旋弹簧。
15-20元/千克
HRC45-50 小尺寸座垫脚石弹簧、发条、离合器簧片。
15-20元/千克
HRC55-62 强度耐磨性好，轴、万向接头轴等。
12-15元/千克
HRC60-64 硬度与耐磨性好，高碳铬轴承钢，轴承外圈。
最常用中碳调质钢，综合力学性能良 主要用于制造强度高的运动件，如透平机
优
45
好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型 叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗 件宜采用调质处理，大型件宜采用正火 杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应
质
处理
力退火
碳
含碳量最高的高碳结构钢，强度、硬度
素
比其他高碳钢高，但弹性略低，其他性 铁道车辆、扁形板弹簧、圆形螺旋弹簧
50-68元/千克 日本
HRC58-64 凸凹模、低切削速刀具、量具、耐磨件(脆)。
9-15元/千克
HRC55-60 硬度低、韧性和塑性高，易拉延、弯曲等，套筒。 10-12元/千克
HRC42-55 塑性、韧性、焊接性能好，强度低，螺栓、螺钉。 5-6元/千克
HRC42-55 强度高、韧性中等，轴类、螺栓、螺钉、齿轮。 6-8元/千克
不锈钢各元素的相关作用
96Cm
100F 101M 102N
m镅
k锫 f锎 s锿
系 锕 h钍 a镤 铀 p镎 u钚
锔*
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*
***
有二次硬化作用，使钢具有红硬性，提高耐磨性，对钢的淬透性、回火稳定性、力学性能及热强性的影响 W
均与钼相似，稍微降低钢的抗氧化性
锆在钢中作用与铌、钛、钒相似，含量小时，有脱氧、净化和细化晶粒的作用，提高钢的低温韧性，消除 Zr
时效现象，提高钢的冲压性能
注：各成分的含量皆指质量分数。元素周期表
Group 1 2
--
Si + +++ - ++ + - · ·
+- - - -
-
+
-
Cu + · 0 ++ + 0 O · + · 0 --- · · O
+
·
M0 + · - + + - - · ++ ++ - - +++ ++ ++
·
--
C0 + · - + + - - · ++ +++ O - · ·
-
·
++
V + + - + + O O + ++ ++ · - ++++ +
Pb
Bi Po At n
sa
* 镥 铪 钽钨铼 锇 铱 铂 金 汞 铊
模具钢材材料常用型号以及特性汇总分享
模具钢材材料常用型号以及特性汇总分享模具的材料选择好不好，直接影响到产品的制造周期，也就是开模数，也会影响到产品的表面处理工艺，有些材料不能做镜面高光处理，有些材料则强度会弱，不适合做插穿的镶件等。
1.Code:P1-P19H1-H19Wx：Sx：Shock Resisting SteelOx：OilHardening Steel (油钢)Ax：AirHardening SteelDx：High Carbon, High Chromium Steel(铬钢)2.德国标准DINCode:1.2738：Low carbon, high alloy (P20 - 塑胶模钢)1.23111.23121.20831.23161.23431.23441.25101.23793.Code:SxxC：Plain Carbon steel(黄牌 - S55C)SUSxx：Stainless Steel (抗酸钢- 420)SCrx：Chromium SteelSCMx：Chromium Molybdenum Steel（P20）SKx：Carbon Tool SteelSKSx：Low Alloy Steel (油钢 - O1)SKD11：MediumHigh Alloy Steel(铬钢- D2)SKD6：SKD61SKHxxSUMx：SUJx：A冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。
冷作模具钢的范围很广，.从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。
冷作模具钢具是真空脱气精炼钢，内质纯净，机械加工性良好，切削明显提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出现淬裂，耐磨性极为优异，韧性良好，可用作不锈钢及高硬度材料的冲裁模。
1.抗磨损冷作模具钢6Cr4W3MoVNb、6W6Mo5Cr4V、7Cr7Mo3V2Si、Cr4W2MoV、Cr5Mo1V、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr12W、Cr12Mo1V1。
金属学与热处理课后习题第十一章-参考答案
第十一章参考答案11-1试述影响材料强度的因素及提高强度的方法答：（1）影响材料强度的因素：化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。
以钢为例，合金元素的加入可能产生固溶强化、沉淀强化、细晶强化，对提高钢材的强度有利。
对于同一化学成分的合金而言，组织结构不同，其力学性能也不相同。
为了提高其强度，可通过改变热处理工艺或加工工艺来实现。
一般情况下，降低形变温度或提高应变速率，合金的强度会增大。
（2）提高材料强度的途径：加工硬化/形变强化、固溶强化、第二相强化（沉淀强化和弥散强化）、细晶强化/晶界强度（较低温度）。
11-2试述影响材料塑性的因素及提高塑性的方法答：（1）影响材料塑性的因素：化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。
杂质元素通常对塑性不利，合金元素的加入一般对提高材料的强度有贡献，在等强温度下，只有晶界强化可以提高强度的同时，提高其韧性，使材料获得细晶组织结构可提高其塑性。
一般而言，形变温度的降低或应变速率的提高对强度有利，而对提高塑性不利。
（2）提高材料塑性的途径：降低材料中杂质的含量、细化晶粒、加入韧化元素、加入细化晶粒元素、提高变形温度、降低应变速率。
11-4试就合金元素与碳的相互作用进行分类，指出1）哪些元素不形成碳化物2）哪些元素为弱碳化物形成元素，性能特点如何3）哪些元素为强碳化物形成元素，性能特点如何4）何谓合金渗碳体，与渗碳体相比，其性能如何答：1）非碳化物形成元素：Ni、Si、Co、Al、Cu等。
2）Mn为弱碳化物形成元素，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，几乎都溶于铁素体和奥氏体中。
3）Zr、Nb、V、Ti为强碳化物形成元素，与碳具有极强的亲和力，只要有足够的碳，就形成碳化物，仅在缺少碳的情况下，才以原子状态融入固溶体中。
4）合金元素溶入渗碳体中即为合金渗碳体，它是合金元素溶入渗碳体中并置换部分铁原子而形成的碳化物，合金渗碳体比一般渗碳体稳定，硬度高，可以提高耐磨性。
Ti、Nb奥氏体不锈钢不需要去应力退火的原因分析
Ti、Nb奥氏体不锈钢不需要去应力退火的原因分析
一般的规范对不锈钢管道焊后热处理都没有要求，因为不锈钢焊后热处理的话，有一个敏化温度区，会降低不锈钢的耐腐蚀性能。
只有在工厂有条件的情况下，可对不锈钢设备进行固溶处理或者稳定化处理，消除应力，提高他的耐腐蚀性能。
A不锈钢和双相不锈钢焊后一般进行与其固溶工艺相同的焊后热处理，其目的是提高耐腐蚀性能；M不锈钢因淬透性好，空冷都能形成马氏体，所以焊后一般进行回火处理，其目的是提高焊接接头的韧性，降低硬度，消除应力。
不锈钢只能固溶处理，本身就做不了热处理，所以不锈钢在加工后一般都不需要消除应力热处理。
最好自己查相关资料，网上得来总是假，碰到不懂装懂的，随便应答的，根本就是假的或骗人的就直接误导你，甚至害惨你。
马氏体不锈钢
Hale Waihona Puke 二、奥氏体不锈钢的平衡组织
18-8型奥氏体钢平衡态时为奥氏体＋铁素体 ＋碳化物复相组织，实际的单相奥氏体是通过 热处理的配合获得的。
图5-14 Fe-Cr-Ni相图上含 18%Cr、8%Ni处的垂直截面
在高温有一个含碳量较宽的奥 氏体相区，碳在奥氏体中溶解 度随温度沿ES线变化。缓冷时 沿ES线碳以合金碳化物的形式 析出,主要为(Cr,Fe)23C6。缓 冷至SK线以下还要发生γ→α 相变，部分γ转变为α，平衡 态时,18-8奥氏体钢在室温下 的组织是γ+α+C。当加热到 ES线以上时，(Cr,Fe)23C6等 又可完全溶入奥氏体，经淬火 就可获得碳、合金元素在γ相 中过饱和的固溶体。
生产中常将球化退火和软化退火合并进行（有时也 称为重结晶退火）。退火后的组织为铁素体基体上分布 着碳化物及晶界上网状分布着的碳化物颗粒。
2、调质处理：
一般不锈钢结构件，常用调质处理，以获得高的 综合机械性能。
1Cr13 在 950℃-1100℃温度区间内铁素体减到最少， 故淬火加热温度最好为980℃-1050℃。淬火后的组织 为少量铁素体+低碳马氏体。2Cr13 在950℃-1150℃温 度得到单相奥氏体组织，淬火后能获得马氏体组织+极 少量的残余奥氏体。
4Cr13钢 高温处于γ单相区，冷却过程 中首先析出(Cr,Fe)7,C3 。在800℃860℃产生共析分解，室温下的平衡组织 为α+ (Cr，Fe）7C 3
Fe-Cr-C相图在12%Cr处的垂直截面图
三、Cr13型马氏体不锈钢的热处理
Cr13型马氏体不锈钢能在淬火过程中发 生马氏体转变，可以获得热处理强化，所以 这类钢可进行多种热处理，以控制和调节这 种相变，满足不同的机械性能要求。
vary不锈钢材质参数
vary不锈钢材质参数
不锈钢是一种常见的金属材料，具有耐腐蚀、耐热、耐磨损等
优点，因此在工业制造、建筑装饰、厨具制作等领域得到广泛应用。
不锈钢的参数包括化学成分、力学性能和物理性能等，下面我将从
这几个方面详细介绍。
首先是化学成分，不锈钢的主要成分是铁、铬、镍和少量其他
元素。
其中，铬是不锈钢的主要合金元素，其含量一般在10.5%以上，能够形成一层致密的氧化膜，防止金属继续被腐蚀。
镍的加入
可以提高不锈钢的耐腐蚀性能，使其在酸性和碱性介质中表现更加
稳定。
其次是力学性能，不锈钢的力学性能包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标。
一般来说，不同牌号的不锈钢具有不同的力学性能
参数，例如304不锈钢的抗拉强度通常在520MPa以上，屈服强度在205MPa以上，延伸率在40%以上。
最后是物理性能，不锈钢的物理性能主要包括密度、热导率、
导电率等指标。
不锈钢的密度约为7.93g/cm³，热导率约为
16.3W/(m·K)，导电率约为1.9×10^6S/m。
除此之外，不锈钢的参数还包括热处理工艺、表面处理方式等，这些因素都会影响不锈钢的性能和用途。
总的来说，不锈钢材质参
数的全面了解对于材料的选择和应用具有重要意义。
希望以上信息
能够帮助你更好地了解不锈钢材质参数。
不锈钢和钛合金加工
不锈钢材料加工难点主要有以下几个方面：1. 切削力大，切削温度高该类型材料强度大，切削时切向应力大、塑性变形大，因而切削力大。
此外材料导热性极差，造成切削温度升高，且高温往往集中在刀具刃口附近的狭长区域内，从而加快了刀具的磨损。
2. 加工硬化严重奥氏体不锈钢以及一些高温合金不锈钢均为奥氏体组织，切削时加工硬化倾向大，通常是普通碳素钢的数倍，刀具在加工硬化区域内切削，使刀具寿命缩短。
3. 容易粘刀无论是奥氏体不锈钢还是马氏体不锈钢均存在加工时切屑强韧、切削温度很高的特点。
当强韧的切屑流经前刀面时，将产生粘结、熔焊等粘刀现象，影响加工零件表面粗糙度。
4. 刀具磨损加快上述材料一般含高熔点元素、塑性大，切削温度高，使刀具磨损加快，磨刀、换刀频繁，从而影响了生产效率，提高了刀具使用成本。
主要是降低切削线速度，进给。
采用专门加工不锈钢或者高温合金的刀具，钻孔攻丝最好内冷不锈钢零件加工工艺通过上述加工难点分析，不锈钢的加工工艺及相关刀具参数设计与普通结构钢材料应具有较大的不同，其具体加工工艺如下：1.钻孔加工在钻孔加工时，由于不锈钢材料导热性能差，弹性模量小，孔加工起来也比较困难。
解决此类材料的孔加工难题，主要是选用合适的刀具材料镗孔加工（1）刀具材料选择因加工不锈钢零件时切削力大、切削温度高，刀具材料应尽量选择强度高、导热性好硬质合金。
对于此类材料淬火零件的加工，可以采用CBN（立方氮化硼）刀片，CBN 硬度仅次于金刚石，硬度可达7000～8000HV，因此耐磨性很高，与金刚石相比，CBN突出优点是耐热性比金刚石高得多，可达1200℃，可承受很高的切削温度。
此外其化学惰性很大，与铁族金属在1200～1300℃时也不起化学作用，因此非常适合加工不锈钢材料。
其刀具寿命是硬质合金或陶瓷刀具的几十倍。
（2）刀具几何参数刀具几何参数对其切削性能起重要的作用，为使切削轻快、顺利，硬质合金刀具宜采用较大的前角，以提高刀具寿命。
马氏体不锈钢的热处理方法通常有三种欺化处理
马氏体不锈钢的热处理方法通常有三种欺化处理（高温回火或完全退火）、调质（淬火加高温回火）、淬火一低温回火。
下面分别讨论这些热处理工艺。
马氏体不锈钢由于轧、锻后空冷就会生成马氏体。
所以它的轧材、锻件硬度很高，不适合切削加工，在机加工之前必须经过软化处理。
软化处理方法有高温回火和完全退火两种。
高温回火_是将钢材或锻件加热到680 - 780qC，保温2- 4h，然后出炉空冷，使马氏体转变为回火索氏体，1Cr13钢的硬度可降低至HB190 - 2002Cr13 - 4Cr13钢的硬度可降低至HB200 - 2300完全退火：是将钢材或锻件加热到840 - 900℃（常用860℃），保温2- 4h，以极其缓慢的冷却速度随炉冷却，对ICr13钢的冷却速度为20 - 25℃/h。
对2Cr13、3Cr13、4Cr13钢的冷却速度为15 - 20qC肼。
炉冷至600℃，就可以出炉空冷了。
退火后的金相组织是铁索体晶粒内分布着粒状碳化物或沿晶界上网状分布着碳化物颗粒。
ICr13、2Cr13钢退火后硬度可降低至HB170以下3Cr13、4Cr13钢可降低至HB217以下。
退火后的Cr13型不锈钢的抗腐蚀性能较低。
含碳量较高的钢更是如此，见图6-3-4。
这是因为退火后的钢中存在大量的碳化铬，不仅使固溶铬量减少而且这些碳化铬颗粒与钢基体的电极电位不同，构成许多微电池，加速了钢的腐蚀。
这种情况只有经过淬火一回火后才能消除。
Cr13型不锈钢按国家标准共有5个钢号。
它们主要差别在于含碳量不同。
在实际生产中，以1Cr13至3Cr13应用最多，其余钢号用得较少。
它们的奥氏体等温转变曲线（C曲线）见图6-3-1。
从图中可看出，它们的淬透性都很好，随着含碳量的增加，C曲线右移，淬透性更好。
例如，1Cr13钢（实线）的淬透性时间为60s，而4Cr13钢（虚线）的淬透性时间就增加到300s了。
由于它们淬透性好，高温加热后在空气中冷却就可以获得马氏体组织。
45号钢与304钢的强度
45号钢与304钢的强度
摘要：
1.45 号钢与304 不锈钢的概述
2.45 号钢的强度
3.304 不锈钢的强度
4.45 号钢与304 不锈钢强度的比较
5.结论
正文：
一、45 号钢与304 不锈钢的概述
45 号钢是一种含碳量为0.45% 的碳素结构钢，具有价格便宜、切削加工性能好、淬火后具有较高的硬度、调质处理后具有良好的强韧性和一定的耐磨性等优点，被广泛用于制造结构零件及中低档的塑料模具。
而304 不锈钢是一种奥氏体系列不锈钢，具有耐腐蚀、耐高温、强度和硬度适中等特点，广泛应用于装饰品、强度要求不高的零件以及热处理后的机械零件等领域。
二、45 号钢的强度
45 号钢的强度较高，其抗拉强度一般在500-700MPa 之间，屈服强度在300-500MPa 之间。
由于45 号钢的淬透性较低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
三、304 不锈钢的强度
304 不锈钢的强度相对较低，其抗拉强度一般在400-600MPa 之间，屈服强度在200-400MPa 之间。
但是，304 不锈钢具有良好的耐热、耐腐蚀性能，尤其在高温环境下性能表现优于45 号钢。
四、45 号钢与304 不锈钢强度的比较
综合来看，45 号钢的强度要优于304 不锈钢。
然而，在实际应用中，材料的选择不仅仅取决于强度，还需要考虑耐腐蚀性、耐高温性、加工性能等多方面因素。
因此，在具体选用材料时，需要根据实际需求和工件性能要求进行综合分析和选用。
五、结论
45 号钢和304 不锈钢在强度方面有所差异，但在实际应用中，需要根据不同的使用环境和性能要求来选择适合的材料。
金属热处理判断模拟考试题(附答案)
金属热处理判断模拟考试题（附答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1、马氏体分级淬火就是将钢材奥氏体化,随之浸入温度稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,以获得马氏体组织的淬火工艺。
（）A、正确B、错误正确答案：A2、机器生产从原材料(半成品)到成品,主要经过毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配三大阶段。
（）A、正确B、错误正确答案：A3、高速钢的返修件在重新淬火前要进行一次退火,否则会出现萘状断口。
（）A、正确B、错误正确答案：A4、白口铸铁的硬度适中，易于切削加工。
（）A、正确B、错误正确答案：B5、井式电阻炉主要供钢制的长、短轴类工件在1200℃以下温度范围内,在空气或保护气中进行热处理用。
（）A、正确B、错误正确答案：A6、材料的硬度越高其耐磨性越差。
（）A、正确B、错误正确答案：B7、无焰燃烧时,火焰很短,甚至几乎看不到火焰。
（）A、正确B、错误正确答案：A8、在用锉刀检查工件硬度时,若锉刀在被检工件表面打滑,则表示被检工件表面硬度大于或等于锉刀的硬度。
（）A、正确B、错误正确答案：A9、奥氏体是体心立方晶格。
（）A、正确B、错误正确答案：B10、存在残余应力的工件受外载荷作用时，若残余应力作用的方向与受力方向相反，会加速工件失效。
（）A、正确B、错误正确答案：B11、变质处理可以有效提高铸造销合金的力学性能。
（）A、正确B、错误正确答案：A12、再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。
（）A、正确B、错误正确答案：B13、大多数合金元素溶入奥氏体中都能够提高钢的淬透性和淬硬性。
（）A、正确B、错误正确答案：B14、金属在同态下具有同素异构转变。
（）A、正确B、错误正确答案：A15、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。
（）A、正确正确答案：A16、平板形工件淬火后的形状畸变量应不大于单面留量的2/3,渗碳淬火件应不大于单面留量1/2,轴类淬火件应不大于直径留量的1/20。
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一、切削性能
不同的不锈钢的切削性能有很大的差异。
一般所说不锈钢的切削性能比其他钢差，是指奥氏体型不锈钢的切削性能差。
这是由于奥氏体不锈钢的加工硬化严重，导热系数低造成的。
为此在切削过程中需使用水性切削冷却液，以减少切削热变形。
特别是当焊接时的热处理不好时，无论是怎样提高切削精度，其变形也是不可避免的。
其他类型如马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢等不锈钢的切削性能只要不是淬火后进行切削，那么与碳素钢没有太大的不同。
但两者均是含碳量越高则切削性能越差。
沉淀硬化型不锈钢由于其不同的组织和处理方法而显示不同的切削性能，但一般来说其切削性能在退火状态下与同一系列及同一强度的马氏体型不锈钢和奥氏体型不锈钢相同。
欲改善不锈钢的切削性能，与碳素钢一样可通过添加硫、铅、铋、硒和碲等元素来实现。
其中添加如硫硒和碲等元素可减轻工具的磨损，添加铅和铋等元素可改善切削状态。
虽然添加硫可改善不锈钢的切削性能，但是由于它是以MnS化合物的形式存在于钢中，所以使得耐蚀性明显下降。
为解决这个问题，通常是添加少量的钼或铜。
二、淬透性
对于马氏体铬镍不锈钢，一般需进行淬火-回火热处理。
在这个过程中不同的合金元素及其添加量对淬透性有不同的影响。
对马氏体型不锈钢进行淬火时是从925-1075℃温度进行急冷。
由于相变速度低，因此无论是油冷还是空泠都可得到充分的硬化。
同样在必须进行的回火过程中，由于回火条件的不同可得到大范围的不同力学性能。
在马氏体铬不锈钢中，由于铬的添加可提高铁碳合金的淬透性，因而在需要进行淬火钢中得到广泛的应用。
铬的主要作用是可以降低淬火的临界冷却速度，使钢的淬透性得到明显的提高。
从C曲线来看，由于铬的添加使奥氏体发生转变的速度减慢，C曲线明显右移。
在马氏体铬镍不锈钢中，镍的添加可提高钢的淬透性和可淬透性。
含铬接近20%的钢中若不添加镍则无淬火能力。
添加2%-4%的镍可恢复淬火能力。
但其中镍的含量不能过高，否则过高的镍含量不仅会扩大r相区，而且还会降低Ms温度，这样使钢成为单相奥氏体组织也丧失了淬火能力。
选择适当的镍含量，可提高马氏体不锈钢的回火稳定性，并降低回火软化程度。
另外，在马氏体铬镍不锈钢中添加钼可增加钢的回火稳定性。
铁素体型不锈钢虽然由于在高温下不产生奥氏体，因而不能通过进行淬火来实现硬化，但是低铬钢中发生部分马氏体相变。
奥氏体型不锈钢属于Fe-Cr-Ni系和Fe-Cr-Mn系，为奥氏体组织。
因此从低温到高温的大的范围内均表现出高的强度和良好的延伸性能。
可通过进行从1000℃以上开始的急冷的固溶化处理来得到非磁性的全部奥氏体组织，从而得到良好的耐蚀性和最大的延伸率。
含碳量0.30%～0.50%的中碳结构钢与中碳低合金结构钢经调质后具有良好的综合机械性能，即具有较高的抗拉强度，σb＝700～1100 Mpa，又具有较高的塑韧性(伸长率)δ＝8%～10%，不收缩率ψ＝45%～55%，冲击值αk＝60～100 J/cm2。
调质是指中碳(低合金)结构钢先进行淬火得马氏体组织(或马氏体为主体的组织)，尔后再550～650 ℃高温回火得回火索氏体组织。
同一轴径选用不同钢材的工件采用不同调质工艺处理至同一硬度，得到的机械性能产生差异；不同轴径选用同一钢材的工件采用相同的调质工艺处理，各自的机械性能也产生差异，这一现象的产生是钢材淬透性这一特性造成的。
通俗地讲，淬透性是钢材能够被淬透的能力接受淬火成马氏体的能力。
淬透性与工件截面厚度有一定关系，即所谓尺寸效应，截面尺寸增大，淬透层深度减小。
合金结构钢较碳素结构钢的淬透性高。
40Cr、35CrMo等合金结构钢较40、45碳素钢的淬透层的截面相应增大。
如全淬透截面尺寸：45钢水淬12～18 mm，油淬5～8 mm，淬透已不易；40Cr钢油淬18～32 mm；35CrMo钢油淬25～40 mm。
而40Cr钢φ50 mm料油淬工件表面15～8 mm淬硬已较难，φ60～70 mm工件油淬则几乎无淬硬层。
调质效果与淬透性有着密切关系，淬得越透，心部得到的马氏体量越多，调质处理后的综合机械性能也越好，若零件尺寸超出全淬透尺寸，调质后其屈服强度σs、伸长率δ、不数缩率ψ、冲击值αk等都要降低，其降低程度随淬透层深度的减小而增大，乃至调质性能接近正火状态，调质就失去其提高性能的意义了。