012A1模具钢稳定性|012A1锻造模具钢|012A1模具钢稳定性|012A1锻造模具钢

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抗热疲劳能力

热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外，还受到高温及周期性的急冷急热的作用，因此，评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能的指标，它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面。

热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命，抗热疲劳性能高的材料，萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多;机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后，在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时，每一应力循环的扩展量;断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。断裂韧性高的材料，其中的裂纹如要发生失稳扩展，必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子，也就是必须有较大的裂纹长度。在应力恒定的前提下，在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹，如果模具材料的断裂韧性值较高，则裂纹必须扩展得更深，才能发生失稳扩展。

也就是说，抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命;而裂纹扩展速率和断裂韧性，可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命。因此，热作模具如要获得高的寿命，模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。

抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数，也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。
012Al新型模具钢简介：
（1）模具钢的特性  5Cr4Mo3SiMnVAl简称012Al钢，冷热模具兼用钢，属于基体钢，具有较好的综合性能和热稳定性。该钢在保持好的强韧性条件下，具有高的热稳定性，钢的冷热疲劳抗力和耐磨性**3Cr2W8V钢。012Al钢因合金元素含量多，锻造性能比3Cr2W8V钢差。该钢分别采用低温回火处理后硬度为60～62HRC，采用高温回火处理后硬度为50～52HRC，因此可用来制作硬度要求不同的冷作、热作模具。
该钢具有高的一次C型冲击韧性和较好的工艺性能，比较适于做要求一定强韧性的冷镦、冷冲模具。它还有较高的拉压疲劳强度，退火硬度在200～230HB之间，能用于冷挤模具或模具的冷挤成型。
该钢可大大提高模具寿命而模具成本仅稍为增加，012Al钢规格较少，采购成本较高，因而限制了012Al新钢种的推广应用。该钢的锻造抗力大，锻造过程中需充分预热和保温，锻打时应采用“轻—重—轻”的方法，落锤均匀，避免连续重锤，严禁放冷锤，以防出现内裂等缺陷。
（2）供货状态  退火态。
（3）化学成分（质量分数，%）  C 0.47～0.57、Cr 3.80～4.30、Mo 2.80～3.80、V 0.90～1.20、Si 0.80～1.10、Mn 0.80～1.10、Al 0.30～0.70。
（4）物理性能
①临界点温度（近似值）Ac1=837℃，AC3=902℃，MS=277℃。
②温度20～200℃/20～300℃/20～400℃/20～500℃/20～600℃/20～700℃，线（膨）胀系数12.55×10－6K－1/12.50×10－6K－1/12.73×10－6K－1/12.67×10－6K－1/12.86×10－6K－1/12.70×10－6K－1。
（5）热加工规范  随炉升到温度900℃，保温时间0.5h，加热温度1100～1140℃，始锻温度1050～1080℃，终锻温度≥850℃，锻后缓冷（砂冷或炉冷），并要及时进行退火。
（6）球化退火规范  温度860℃±10℃，保温时间4h，降温到温度720℃±10℃，保温时间6h，炉冷到≤500℃，出炉空冷。
（7）退火规范  加热温度860℃±10℃，时间4h，炉冷到温度710～720℃，时间6h，再缓冷至温度≤600℃，出炉空冷，硬度200～230HBS。
（8）淬火、回火规范  淬火温度1090℃±10℃，油冷淬火，回火温度510℃±10℃，硬度60～62HRC。
（9）012Al钢典型应用举例
①通过对该钢进行氮碳共渗，并在切边模上试验，模具使用寿命是原工艺生产工件的2倍。
②比较适于做要求一定强韧性的冷镦、冷冲模具。
③能用于冷挤模具或模具的冷挤成型。

本信息源自：上海铁岛实业有限公司 
信息编号：TD20190518WEILING