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

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)