TAG：化學(xué)元素，力學(xué)性能

        模具鋼材質(zhì)種類繁多，就拿昆山市龍拓金屬制品有限公司模具鋼事業(yè)部現(xiàn)在所在銷售的鋼種，就達(dá)到上千種，這些材質(zhì)的最大區(qū)別就是元素含量各不相同，同時(shí)又各具特色。那么這些化學(xué)元素的對(duì)模具鋼到底起著什么樣的作用，對(duì)他們的力學(xué)性能影響有多大？要了解這些，先讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)各個(gè)化學(xué)元素其所能起到的作用。

        （1）碳。幾乎是每個(gè)鋼種都有含的一個(gè)元素，很多人都會(huì)這么說(shuō)，碳是決定鋼力學(xué)性能的主要因素，碳含量越高，鋼材的自身硬度就越高，而塑性和韌性也會(huì)相應(yīng)的降低。正常來(lái)說(shuō)，當(dāng)碳含量小于0.80％時(shí)，鋼的強(qiáng)度隨碳含量的增加而增加；當(dāng)碳含量大于0.80％時(shí)，隨著鋼中碳含量的增加強(qiáng)度反而降低。

        （2）硅。硅對(duì)模具鋼性能的影響主要體現(xiàn)在屈服強(qiáng)度，當(dāng)當(dāng)硅含量繼續(xù)增加時(shí)，鋼的強(qiáng)度指標(biāo)，特別是屈服點(diǎn)有明顯提高，但塑性及韌性降低。硅能顯著提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度和屈服比以及疲勞強(qiáng)度和疲勞比等。此外，硅還能提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，因而在低溫用鋼中應(yīng)控制它的含量。其實(shí)硅能固溶于鐵素體和奧氏體中，能提高鋼的硬度和強(qiáng)度。在普通碳鋼中硅含量不超過(guò)0.40％，這時(shí)對(duì)力學(xué)性能影響不大。

        （3）錳。錳元素與硅元素相似的一點(diǎn)就是它們?cè)谝话沅摲N中的含量都比較少，錳元素正常的含量在在0.70％以下，對(duì)鋼的性能影響不大，錳含量增加到1％～2％時(shí)，可使強(qiáng)度提高、塑性降低。錳鋼加熱時(shí)易使晶粒粗化。ZGMn13鋼經(jīng)水韌處理后可得到單一的奧氏體組織，具有高韌性及耐磨性，在耐熱鋼中錳還可提高鋼的高溫強(qiáng)度，作用與鎳相似。錳對(duì)鋼的高溫瞬時(shí)強(qiáng)度雖有所提高，但對(duì)持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度沒(méi)有什么顯著的作用。

        （4）鉬。鉬對(duì)鐵素體有固溶強(qiáng)化的作用，同時(shí)也提高碳化物的穩(wěn)定性，因此對(duì)鋼的強(qiáng)度產(chǎn)生有利的影響。在冷沖模具鋼中加入鋁能改善韌性。在熱鍛模具鋼中加入鋼能使鍛模保持比較穩(wěn)定的硬度。在調(diào)質(zhì)鋼中加入0.2O％～O.30％的鉬，不僅可以提高鋼的淬透性，從而提高鋼的強(qiáng)度和延展性，而且可以減輕或消除因其他合金元素導(dǎo)致的回火脆性而大大有利于提高鋼的沖擊韌性。鋁是提高鋼熱強(qiáng)性最有效的合金元素之一，還能強(qiáng)烈地提高鋼中鐵素體對(duì)蠕變的抗力。同時(shí)，我們應(yīng)該注意，該元素對(duì)提高材料的耐腐蝕性能也是有幫助的。

         （5）鎢。這個(gè)元素正常來(lái)說(shuō)在硬質(zhì)合金中出現(xiàn)的多，但是其實(shí)如果講單單含鎢的結(jié)構(gòu)鋼的性能與碳鋼相比無(wú)多大改善，當(dāng)鎢與其他元素合用時(shí)，可細(xì)化晶粒，降低回火脆性，從而提高鋼的強(qiáng)度。鋁能提高鋼的紅硬性及熱強(qiáng)性，能形成特殊碳化物，提高鋼的耐磨性。高合金鎢鋼（如高速鋼）由于含有大量共晶碳化物，塑性低。鎢能增大鐵的自擴(kuò)散活化能，顯著提高鋼的再結(jié)晶溫度，因此也能提高鋼在高溫時(shí)對(duì)蠕變的抗力。

         （6）釩。釩對(duì)鋼力學(xué)性能的影響主要取決于它在鋼中存在的形態(tài)。對(duì)于退火的低碳鋼，如含量低固溶于鐵素體時(shí)，將略增加鋼的強(qiáng)度，并稍降低塑性和韌性；如以聚集的碳化物存在時(shí)，因固定了一部分碳，反而降低鋼的強(qiáng)度。對(duì)于中碳鋼，無(wú)論在退火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)，釩除提高鋼的強(qiáng)度外，還改善鋼的塑性和韌性。在彈簧鋼中，與鉻或錳配合使用，增加鋼的彈性極限，并改善冶金質(zhì)量。少量的釩使鋼晶粒細(xì)化，韌性增加，這對(duì)低溫用鋼是很重要的一項(xiàng)特性。但釩含量不宜過(guò)高。因?yàn)閂C在晶內(nèi)的彌散析出將導(dǎo)致鋼韌性的降低。與此相反，在高溫時(shí)，釩雖細(xì)化晶粒，不利于鋼的蠕變性能，但由于VC經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗罂梢愿叨葟浬⒌匚龀?，均勻分布在晶粒?nèi)部的結(jié)晶面上，又不易聚集成較大的顆粒，將增加鋼的高溫持久強(qiáng)度和對(duì)蠕變的抗力，降低高溫蠕變速度。釩的碳化物幾乎可以說(shuō)是金屬碳化物中。本文由模具鋼專業(yè)供應(yīng)商—昆山市龍拓金屬制品有限公司（www.suzpack.cn）06月28日訊。

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