钢材的定义:
钢材是指含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。在普通钢材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金钢,我们的模具钢材都属于合金钢。
改变钢材性能的办法,主要有以下三方面:
1. 合金成分
碳:C
- 增加淬火组织的硬度;
- 形成碳化物,提高耐磨性;
- 降低韧性;
- 降低可焊性
铬:Cr
- 提高钢之硬度,形成坚硬及稳定的碳化铬,从而改善耐磨性;
- 能提高钢的淬透性;
- 当Cr含量超过12%, 具耐腐蚀作用,并提供良好抛旋光性
钼:Mo
- Mo是强碳化物形成元素,提高耐磨性;
- Mo>0.5%能抑止其他合金元素引致之回火脆性;
- 提供红硬性,热强度;
- 提高淬透性,回火稳定性
钒:V
- 可以形成高硬度碳化物,提高耐磨性;
- 细化钢的晶粒,降低过热敏感性
- 提高钢之强度、韧性及回火稳定性
镍:Ni
- Ni能提高钢的淬透性;
- Ni能细化晶粒
硫(S)
- 常以MnS形式存在钢中,割裂基体的连续性,恶化材料的韧性、抗腐蚀性、抛旋光性、放电加工性、蚀纹性,可提高材料的切削能力。
2. 冶炼工艺
- 普通炼钢工艺
- 电渣重熔(ESR)
- 将粗钢坯置于电渣炉中,通入强电流,使电炉产生很高的温度,使粗钢坯熔化成钢水,钢水流经电渣,杂质被电渣过滤吸附,从而达到纯化的效果。整体重熔速度快,但一些非常细小的杂质并未除去。
- 真空电弧重熔(VAR)
- 在真空炉里,通入强电流在钢胚上,钢胚底部开始熔化,杂质汽化成气体被抽走,从而将钢材纯度提高,而且它是一滴一滴地凝固,凝固速度非常快,组织变得很致密。特点是杂质去得彻底,但整体重熔速度慢。