冷作模具钢Cr12钢系各钢种力学性能-硬度 扭转性能 弯曲性能 冲击韧性

高合金高耐磨冷作模具钢Cr12钢系钢种包括:Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr12Mo、Cr12V、Cr12W等,Cr12钢系各钢种的力学性能包括:硬度、扭转性能、弯曲性能、冲击韧性等。
Cr12钢是高碳高铬型冷作模具钢的代表性钢号之一,Cr12MoV钢是由Cr12钢发展而来的,由于添加了Mo、V,所以,具有更高的淬透性和韧度。Cr12Mo1V1钢是引进美国AISI D2的钢号,是国际上广泛采用的高碳高铬型冷作模具钢,属莱氏体钢,Cr12Mo1V1钢的性能优于Cr12MoV钢,强韧性、耐磨性均有所提高。
类似于Cr12Mo1V1钢的的进口模具钢钢号:英国BS BD2,德国DIN X155CrMoV12-1,法国NF X160CrMoV12,意大利UNI X155CrVMo12-1KV,ISO 160CrMoV12,乌德霍姆工具钢UDDEHOLM SVERKER-21,奥地利百禄模具钢K110,瑞典一胜百模具钢ASSAB XW-41,日本大同模具钢DC11,日本日立模具钢SLD,日本不二越CDS11,日本爱知制钢SKD11,日本山阳特钢QC11,德国蒂森GS-379,德国葛利兹模具钢W.1.2379,意大利鲁奇尼KEYLOS2379,美国熔炉斯伯粉末工具钢D2等。
日本JIS SKD11钢在成分上介于我国Cr12MoV和Cr12Mo1V1之间,但含V偏低且不含Co,但是日本把SKD11等同于D2看待。以下是东莞弘超技术中心整理编辑的有关高合金高耐磨冷作模具钢Cr12钢系各钢种的力学性能数据。
一、硬度
Cr12钢系各钢种常规淬火后一次获得高硬度,回火时随着回火温度的上升,硬度逐步下降,残留奥氏体量也同步降低。高温淬火后,残留奥氏体量较多,硬度很低,随着回火温度的上升,残留奥氏体量下降,硬度逐步上升,在520℃左右出现硬化峰,峰值约相当于60HRC,回火温度再上升,硬度急剧下降,见下图所示。
冷作模具钢Cr12MoV经1130℃加热淬火,不同温度回火后硬度及残留奥氏体量的变化

二、扭转性能和弯曲性能
工模具钢的扭转性能和弯曲性能共同反映了钢材的强韧性。Cr12MoV钢经常规淬火后的扭转性能与回火温度的关系如下图所示。
Cr12MoV钢的抗扭性能

Cr12MoV钢经常规淬火后的弯曲性能与回火温度的关系如下图所示。
冷作模具钢Cr12MoV的抗弯性能图

由图可见,经200℃和400℃左右回火,有较大的扭角和挠度,抗弯强度和扭转强度仍然很高。在这两个回火温度区,抗压强度也比较高,分别为5880MPa和5390MPa左右,抗压屈服强度大致在2000MPa左右。
Cr12钢系各钢种在淬火-回火后(常规一次硬化处理)仍有较大的挠度和扭角,主要是因为钢基体溶碳量并不高,大致在质量分数为0.5%左右,这个溶碳值比低合金工模具钢淬火基体的溶碳量低得多,因此在相同硬度下,Cr钢系有较高的塑韧性。
三、冲击韧性
淬火温度越高,多冲寿命越低。在250℃左右回火时,冲击功有峰值,多冲寿命在400℃回火时有峰值。在520℃回火硬化峰值附近,冲击功和多冲寿命都有谷值,淬火加热温度越高,谷值越低。因此,采用高温淬火工艺(二次硬化法)时要慎重。

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