模具鋼的性能應(yīng)該滿足某種模具完成額定工作量所具備的性能,但因各類模具使用條件及所完成的額定工作量指標(biāo)均不相同,故對模具性能要求也不同。又因為不同鋼的化學(xué)成分和組織對各種性能的影響不同,即使同一牌號的鋼也不可能同時獲得各種性能的更佳值,一般某些性能的改善會損失其他的性能。因而,模具工作者常根據(jù)模具工作條件及工作定額要求選用模具鋼及更佳處理工藝,使之達(dá)到主要性能更優(yōu),而其他性能損失更小的目的。而達(dá)成這一點要求模具鋼有良好的硬度和強度。那么,什么是模具鋼的硬度和強度呢?下面就由模具鋼廠家東锜模具帶大家一起來了解一下吧。
【硬度】
硬度表征了鋼對變形和接觸應(yīng)力的抗力。測硬度的試樣易于制備,車間、試驗室一般都配備有硬度計,因此,硬度是很容易測定的一種性能,而且硬度與強度也有一定關(guān)系,可通過硬度強度換算關(guān)系得到材料硬度值。按硬度范圍劃定的模具類別,如高硬度(52~60HRC),一般用于冷作模具,中等硬度(40~52HRC),一般用于熱作模具。
鋼的硬度與成分和組織均有密切關(guān)系,通過熱處理,可以獲得很寬的硬度變化范圍。
模具鋼中除馬氏體基體外,還存在更高硬度的其他相,如碳化物、金屬間化合物等。
模具鋼的硬度主要取決于馬氏體中溶解的碳量(或含氮量),馬氏體中的含碳量取決于奧氏體化溫度和時間。當(dāng)溫度和時間增加時,馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會增加,但淬火加熱溫度過高會使奧氏體晶粒增大,淬火后殘留奧氏體量增多,又會導(dǎo)致硬度下降。因此,為選擇更佳淬火溫度,通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關(guān)系曲線。
馬氏體中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關(guān),尤其當(dāng)回火時表現(xiàn)更明顯。隨回火溫度的增高,馬氏體中的含碳量在減少,但當(dāng)鋼中合金含量越高時,由于獼散的合金碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變,所發(fā)生的二次硬化效應(yīng)越明顯,硬化峰值越高。
常用硬度測量方法有以下幾種:
1、洛氏硬度(HR)是更常用的一種硬度測量法,測量簡便、迅速,數(shù)值可以從表盤上直接選出。洛氏硬度常用三種刻度,即HRC、HRA、HRB。
2、布氏硬度(HB)用淬火鋼球作硬度頭,加上一定試驗力壓人工件表面,試驗力卸掉以后測量壓痕直徑大小,再查表或計算,使得出相應(yīng)的布氏硬度值HB。
布氏硬度測試主要用于退火、正火、調(diào)質(zhì)等模具鋼的硬度測定。
3、維氏硬度(HV)采用的壓頭是具有正方形底面的金剛石角錐體,錐體相對兩面間的夾角為136°,硬度值等于試驗力F與壓痕表面積之比值。
此法可以測試任何金屬材料的硬度,但更常用于測定顯微硬度,即金屬內(nèi)部不同組織的硬度。
【強度】
強度即鋼材在服役過程中,抵抗變形和斷裂的能力。對于模具來說則是整個型面或各個部位在服役過程中抵抗拉伸力、壓縮力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力或綜合力的能力。
衡量鋼材強度常用的方法是進(jìn)行拉伸試驗
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