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国家标准《优质合金模具钢》(GB/T 24594-2009)-技术要求

国家标准《优质合金模具钢》(GB/T 24594-2009)-技术要求

优质合金模具钢
国家标准(GB/T 24594-2009)

6 技术要求
6.1牌号及化学成分
6.1.1钢的牌号及化学成分(熔炼分析)应符合表9的规定。
表9
钢组 序号 统一数字代号 新牌号 旧牌号 化学成分(质量分数)/%
     C Si Mn Cr Mo Ni Cu W V Al
热作模具钢 1-1 T20280 3Cr2W8V — 0.30~0.40 ≤0.40 ≤0.40 2.20~2.70 __ ≤0.25 ≤0.25 7.50~9.00 0.20~0.50 __
 1-2 T20502 4Cr5MoSiV1 — 0.32~0.45 0.80~1.20 0.20~0.50 4.75~5.50 1.10~1.75 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.80~1.20 __
 1-3 T20503 4Cr5MoSiV1A — 0.37~0.42 0.80~1.20 0.20~0.50 5.00~5.50 1.20~1.75 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.80~1.20 __
 1-4 T20103 5Cr06NiMo 5CrNiMo 0.50~0.60 ≤0.40 0.50~0.80 0.50~0.80 0.15~0.30 1.40~1.80 ≤0.25 __ __ __
 1-5 T20102 5Cr08MnMo 5CrMnMo 0.50~0.60 0.25~0.60 1.20~1.60 0.60~0.90 0.15~0.30 ≤0.25 ≤0.25 __ __ __
冷作模具钢 2-1 T20110 9Cr06WMn 9CrWMn 0.85~0.95 ≤0.40 0.90~1.20 0.50~0.80 — ≤0.25 ≤0.25 0.50~0.80 __ __
 2-2 T20111 CrWMn — 0.90~1.05 ≤0.40 0.80~1.10 0.90~1.20 — ≤0.25 ≤0.25 1.20~1.60 __ __
 2-3 T21202 Cr12Mo1V1 — 1.40~1.60 ≤0.40 ≤0.60 11.00~13.00 0.70~1.20 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.50~1.10 __
 2-4 T20201 Cr12MoV — 1.45~1.70 ≤0.40 ≤0.40 11.00~12.50 0.40~0.60 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.15~0.30 __
 2-5 T21200 Cr12 — 2.00~2.30 ≤0.40 ≤0.40 11.50~13.00 — ≤0.25 ≤0.25 __ __ __
塑料模具钢 3-1 T22032 1Ni3Mn2CuAl — 0.10~0.15 ≤0.35 1.40~2.00 — 0.25~0.50 2.90~3.40 0.80~1.20 __ __ 0.70~1.10
 3-2 S42020 20Cr13 2Cr13 0.16~0.25 ≤1.00 ≤1.00 12.00~14.00 — ≤0.60 — __ __ __
 3-3 S45930 30Cr17Mo 3Cr17Mo 0.28~0.35 ≤0.80 ≤1.00 16.00~18.00 0.75~1.25 ≤0.60 — __ __ __
 3-4 S42040 40Cr13 4Cr13 0.35~0.45 ≤0.60 ≤0.80 12.00~14.00 — ≤0.60 — __ __ __
 3-5 T22020 3Cr2MiMo Cr2Mo 0.28~0.40 0.60~1.00 0.60~1.00 1.40~2.00 0.30~0.55 ≤0.25 ≤0.25 __ __ __
 3-6 T22024 3Cr2MnNiMo — 0.32~0.40 1.10~1.50 1.10~1.50 1.70~2.00 0.25~0.40 0.85~1.15 ≤0.25 __ __ __
6.1.2钢中碳、硫含量应符合表10的规定。
表10                                      %
组别 冶炼方法 P S
1 真空脱气 ≤0.025 热作模具钢 ≤0.020
   冷作模具钢、塑料模具钢 ≤0.025
1 电渣重熔a ≤0.025 ≤0.010
a4Cr5MoSiV1A钢的P≤0.015,S≤0.005。

6.1.3 成品钢材或坯的化学成分允许偏差应符合GB/T222的相应规定。
6.2 冶炼方法
     钢应采用直空脱气处理或电渣重熔。若采用电渣重熔时应在合同中注明。4Cr5MoSiV1A钢应采用电渣重熔。
6.3交货状态
     钢材以退火或预硬化状态,交货状态应在合同中注明。
6.4交货硬度
6.4.1交货状态钢材的硬度值和试样的淬火硬度值应符合表11的规定。供方若能保证试样淬火硬度值符合表11的规定时可不作检验。
表11
钢组 序号 统一数字代号 新牌号 旧牌号 交货状态的钢材硬度 试样淬火硬度
     退火硬度HBW 预硬化硬度HRC 淬火温度 冷却剂 洛氏硬度HRC
热作模具钢 1-1 T20280 3Cr2W8V — ≤255 — — — —
 1-2 T20502 4Cr5MoSiV1 — ≤235 — — — —
 1-3 T20503 4Cr5MoSiV1A — ≤235 — — — —
 1-4 T20103 5Cr06NiMo 5CrNiMo 197~241 — — — —
 1-5 T20102 5Cr08MnMo 5CrMnMo 197~241 — — — —
冷作模具钢 2-1 T20110 9Cr06WMn 9CrWMn 197~241 — 800℃~830℃ 油 ≥62
 2-2 T20111 CrWMn — 207~255 — 800℃~830℃ 油 ≥62
 2-3 T21202 Cr12Mo1V1 — ≤255 — 820℃±15℃预热,1000℃(盐浴)或1010℃(炉控气氛)±6℃加热,保温10min~20min空冷,200℃±6℃回火 ≥59
 2-4 T20201 Cr12MoV — 207~255 — 950℃~1000℃ 油 ≥58
 2-5 T21200 Cr12 — 271~269 — 950℃~1000℃ 油 ≥60
塑料模具钢 3-1 T22032 1Ni3Mn2CuAl — ≤235 36~43 — — —
 3-2 S42020 20Cr13 2Cr13 ≤235 30~36 — — —
 3-3 S45930 30Cr17Mo 3Cr17Mo ≤235 30~36 — — —
 3-4 S42040 40Cr13 4Cr13 ≤235 30~36 — — —
 3-5 T22020 3Cr2MiMo 3Cr2Mo ≤235 28~36 — — —
 3-6 T22024 3Cr2MnNiMo 3Cr2MnNiMo ≤235 30~36 — — —

6.4.2经供需双方协商并在合同中注明,交货状态钢材的硬度值可另行规定。
6.5 横向冲击试验
6.5.1钢材公称尺寸(直径、边长、厚度)不小于65㎜的 4Cr5MoSiV1A钢应检验横向冲击性能,采用7㎜×10㎜的无缺口试样。钢材横截面为矩形或正方形时,试样沿短边从截面中心部位切取,见图1;钢材横截面为圆形时,试样沿横向从截面的中心部位切取,见图2。试样应适当留有加工余量。
6.5.2试样在保护性介质中(若采用非保护性介质,试样应适当留有加工余量)经1025℃±10℃,保温30min,油淬,至少回火2次,保证硬度为44HRC~46HRC,热处理后试样的最终尺寸及其加工要求见图3,试样尺寸允许偏差为(7±0.100)㎜×(10±0.100)㎜×(55±0.100)㎜。
6.5.3在进行冲击试验时,摆锤应撞击55㎜×10㎜的中部部位,试验结果应符合表12的规定。
表12
3个试样冲击吸收能量的平均值,不小于 最小单个冲击吸收能量,不小于
169.5 95

6.6 低倍组织
6.6.1钢材应检验低倍组织,在酸浸低倍组织的横截面上不应有目视可见的缩孔、夹杂、分层、裂纹、气泡和白点。中心疏松和锭型偏析应按GB/T1299~2000的第三级别图评定,检验结果应符合表13的规定。扁钢的低倍组织由供需双方协商确定。
表13                                                   
公称直径或边长厚度/mm 中心疏松 锭型偏析
 级,不大于
≤50 3 3.5
>50~75 3.5 4
>75~100 4 4.5
>100~125 4.5 5
>125~155 5 5.5
>155 供需双方协议

6.6.2经供需双方协议并在合同中注明,电渣重熔钢可按ASTMA604检验,合格级别由供需双方协商确定。
6.7非金属夹杂物
6.7.1电渣重熔钢应按的A法检验非金属夹杂物,每个试样的检验结果应符合表14的第2组规定,其中4Cr5MoSiV1A钢的检验如果应符合表14的第1组规定。
6.7.2根据需方要求,并在合同中注明,真空脱气钢可检验非金属夹杂物,按GB/T10651~2005的A法检验,每个试样的检验结果应符合表14的第3组规定。
表14                                                    
非金属夹杂物a 1组 2组 3组
 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系
 级,不大于
A 1 0.5 1.5 1.5 2.5 2
B 1.5 1 1.5 1.5 2.5 2
C 0.5 0.5 1 1 1.5 1.5
D 1.5 1 2 1.5 2.5 2
a需方要求可检验DS类非金属夹杂物,合格级别由供需双方协商确定。

6.8脱碳层
6.8.1公称尺寸(直径或边长)不大于150mm钢材的一边总脱碳层(铁素体+部分脱碳)的深度应不大于0.25+1%D(D为钢材的直径或边长)。
6.8.2根据需方要求,经供需双方协议并在合同中注明,扁钢和公称尺寸(直径或边长)大于150㎜的钢材可检验脱碳层,脱碳层指标由供需双方协商确定。
6.8.3机加工钢材表面不允许有脱碳层。
6.9共晶碳化物不均匀度
6.9.1 退火状态交货的Cr12Mo1V1、Cr12MoV、Cr12钢应检验共晶碳化物不均匀度,按GB/T14979~1994标准第四级别图评定,其合格级别应符合表15规定。
表15                                                   
公称尺寸(直径或边长)/mm 共晶碳化物不均匀度合格级别/级,不大于
≤50 3
>50~70 4
>70~120 5
>120~150 6
>150 供需双方协议

6.9.2扁钢的共晶碳化物不均匀度的合格级别由供需双方协商确定。
6.10 高倍组织
6.10.1晶粒度
     4Cr5MoSiV1A钢应检验晶粒度,合格级别应等于或细于7级。试样在保护性介质中(若采用非保护性介质,试样应适当留有加工余量)经1010℃±10℃,保温30min,分级淬火至730℃±10℃,保温30min,然后空冷至室温。
6.10.2显微组织和带状组织
4Cr5MoSiV1A钢应检验显微组织和带状组织,其检验方法及合格级别由供需双方协商规定。
6.11超声波探伤
6.11.1经供需双方协商并在合同中注明,公称尺寸大于155mm的真空脱气钢应按表16的规定进行超声波探伤。
表16                                                      单位为毫米
公称尺寸(直径、边长、厚度、宽度) 单个的不连续 多个的不连续 长条形的不连续
 平底孔直径 平底孔直径 间距 平底孔直径 长度
>155~300 4.0 4.0 25 4.0 25
>300~500 5.0 5.0 25 5.0 25
>500~600 6.0 6.0 25 6.0 25

6.11.2公称尺寸大于155mm的电渣重熔钢应按表17的规定进行超声波探伤。
表17                                                      单位为毫米
公称尺寸(直径、边长、厚度、宽度) 单个的不连续 多个的不连续 长条形的不连续
 平底孔直径 平底孔直径 间距 平底孔直径 长度
>155~300 3.2 2.5 25 2.5 25
>300~500 4.0 3.0 25 3.0 25
>500~600 5.6 4.0 25 4.0 25

6.12表面质量
6.12.1供压力加工用的钢材,表面不应有目视可见的裂缝、折叠、结疤和夹杂。如有上述缺陷必须清除,清除深度从钢材实际尺寸算起应符合表18的规定,清除宽度不小于深度的5倍。深度在公差之半范围内的其他轻微表面缺陷可不清除。
6.12.2供切削加工用的钢材,表面允许有从钢材公称尺寸算起深度符合表19规定的局部缺陷存在。
表18                                                      单位为毫米
公称尺寸(直径、边长、厚度、宽度) 允许缺陷清除深度,不大于
<80 公差之半
80~140 公差
>140 钢材截面尺寸的5%
表19                                                     单位为毫米
公称尺寸(直径、边长、厚度、宽度) 局部缺陷允许深度,不大于
<80 公差之半
≥80 公差

6.12.3机加工交货的钢材表面应洁净、光滑,不应有裂纹、折叠、结疤和氧化铁皮,若有上述缺陷存在,允许局部修磨,但最大修磨处应保证钢材的最小尺寸。
6.12.4根据需方要求,经供需双方协商,也可对表面质量另行规定,但应在合同中注明。
6.13 特殊要求
根据需方要求,可增加下列特殊检验项目,其检验项目的试验方法、取样数量及合格级别均由供需双方协商并在合同中注明。
a) 特殊化学成分;
b) 拉伸性能;
c) 冲击性能;
d) 其他要求。

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