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            株洲20Cr2Ni4模具鋼-20Cr2Ni4特性、化學成分、熱處理工藝及應用

            作者:天津浙建鋼鐵有限公司 來源:www.zgbxgb.com.cn 日期:2020-11-20
            2018/12/11 15:01:54 20Cr2Ni4模具鋼-20Cr2Ni4特性、化學成分、熱處理工藝及應用
            20Cr2Ni4鋼與12Cr2Ni4鋼同屬一個類型,其強度、韌性及淬透性皆優于12Cr2Ni4鋼。
            ⒈20Cr2Ni4鋼的特性
            ⑴、20Cr2Ni4鋼中加入Cr、Ni元素主要是提高鋼的淬透性,另外Ni元素有助于改善鋼的韌性。
            ⑵、20Cr2Ni4鋼中的Si、Mn元素也主要是提高鋼的淬透性,兼有固溶強化基體組織和改善基體組織的回火穩定性的作用。
            ⑶、20Cr2Ni4鋼中加入Cr、Ni元素,可增強鋼的耐蝕性。
            ⑷、因含有較高的C元素及Cr、Ni元素,20Cr2Ni4鋼冷變形塑性中等,切削加工性能一般,焊接性能差,白點傾向性大,回火脆性顯著。
            ⑸、20Cr2Ni4鋼雖為滲碳鋼,但可經調質處理,可在調質狀態下使用。
            ⑹、20Cr2Ni4鋼多采用冷擠壓成形方法制造塑料模具。再經滲碳或碳氮共滲+淬火、低溫回火處理,鋼表面呈現較高的疲勞強度、高的硬度與耐磨性,同時心部保持較高的強韌性,可滿足模具使用要求。
            ⒉20Cr2Ni4鋼主要化學成分
            0.17%~0.23%C、0.17%~0.37%Si、0.30%~0.60%Mn、1.27%~1.65%Cr、3.25%~3.65%Ni、≤0.035%P、≤0.035%S。
            ⒊20Cr2Ni4鋼的熱處理工藝
            20Cr2Ni4鋼相變點為:Ac1720℃、Ac3780℃、Ar1575℃、Ar3660℃、Ms305℃。
            20Cr2Ni4鋼始鍛溫度1150~1200℃,終鍛溫度850℃,鍛造后緩慢冷卻。
            20Cr2Ni4鋼常見的熱處理工藝
            熱處理工藝 工藝參數 硬度要求 工藝特點
            去應力退火 加熱670~680℃,保溫,空冷 ≤269HBS 消除殘余應力,消除加工硬化
            正火 加熱880~940℃,保溫,空冷 加熱溫度在Ac3780℃線之上,細化晶粒,消除組織缺陷,以獲得珠光體+少量鐵素體組織
            淬火 加熱840~880℃,保溫,油冷 55~61HRC 加熱時Cr、Si、Mn、Ni元素溶入奧氏體中,提高淬透性,改善回火穩定性
            回火 加熱200~600℃,保溫2h,空冷 需避開回火脆性溫度區間,以防回火脆性
            氣體滲碳 加熱900~920(20Cr鋼板)℃,以0.15~0.2mm/h計保溫時間 加熱溫度不超過920℃,以避免晶粒長大
            滲碳后淬火與回火 調質:淬火加熱860℃,保溫后油冷;高溫回火640~680℃,油冷 24~26HRC 細化晶粒,獲得細小的回火索氏體組織,為后續淬火做好組織準備
            淬火:加熱820~840℃,保溫后油冷 60~65HRC 強調表層硬度采用較高溫淬火,強調表層韌性采用較低溫淬火
            回火:加熱160~200℃,保溫2h,空冷 表:58~62HRC
            心:30~34HRC 消除殘余應力,獲得回火馬氏體組織
            氣體碳氮共滲 共滲溫度840~860℃,出爐油冷 60~65HRC 心部保持強韌性的同時,表層獲得高的強度、硬度、耐磨性與耐蝕性
            回火溫度150~180℃,出爐空冷 表:58~62HRC
            心:30~34HRC
            ⒋20Cr2Ni4鋼的應用
            20Cr2Ni4鋼具有較高的淬透性,適宜制造大、中型塑料模具。
            (42CrMo鋼板切割)

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