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模具钢材简介
发布时间: 2023-08-31
钢材在模具中是很重要的。对于模具来说,钢材几乎就是组成模具的原料。
但是不同用途的模具零件,钢材的牌号或者说品种可以不同。合理选择钢材,可以提升模具品质,增加模具寿命,反之亦然。
因此,了解钢材的一些特性,合理选择钢材就尤为重要。
在了解钢之前,我们先来看一个叫“铁”的东西。铁这个东西,我记得我们初中学化学的时候就学过。其实真正很纯的铁,没有一点杂质的铁,不像我们平时接触到的“铁”一样具备很硬的特性,反而像温柔的女孩子,很柔软。
但当它跟碳结合到一定量时,大约0.02%-2.11%时,它就具备了一定的硬度和刚度,我们就把它叫“钢”了。
当纯铁与碳的结合大于2.11%之后,我们又把它叫铁了,不过称呼不一样,这时应叫“铸铁或生铁”。
这里就有必要介绍一下这个碳元素的作用了。为什么纯铁没有添加碳元素之前很软,添加一定碳元素之后就有了一定的硬度变成了钢,再添加多一点,又变成了铸铁或生铁?
因为碳可以把它弄硬,碳越多,它越硬。是不是越硬越好呢?不是。当硬到一定程度时,就变脆了,也就是没有了韧性。硬度越高,韧性越差。这个可以想象一下玻璃。玻璃在加热的时候,它是有韧性的,可以被工人或者艺术家根据需要做成不同的造型,但当它冷却之后,它硬起来了,但是却没有了韧性,这时候,要是你给它一些外力,它就碎掉了。
所以,咱们用料要取中间部分,它即要硬,又不能太硬,不能硬到脆了。这两者适中就最好了。从这个角度来说,钢是比较均衡适中的。
这里就引出了碳素钢的概念。
当纯铁只是与碳进行混合,不掺杂其他元素,我们就管它叫“碳素钢”。
但事实上,这样的钢是很少的。因为我们在冶炼的时候,那些铁矿石总是会掺杂好多杂质。比如:硅、锰、磷、硫、镁、锌等。这些杂质掺杂在其中,会对钢形成不同的影响,有些影响对我们来说是有益的,有些是无益甚至有害的。
下面就来讲讲不同杂质对钢材品质的影响。
( 1 )碳;含碳量越高,钢的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.
( 2 )硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.
( 3 )磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.
( 4 )锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
( 5 )硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.
( 6 )钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.
( 7 )铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.
( 8 )钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.
( 9 )钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.
( 10 )钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.
( 11 )镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.
( 12 )硼;当钢中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.
( 13 )铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.
( 14 )铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显。
其实我们可以从元素周期表来看,也就是,在钢中添加了非金属元素,可能对钢的硬度有一定的增强,但是会降低钢的可塑性和韧性,而添加金属类的元素,大部分还是有益的。
但是不同用途的模具零件,钢材的牌号或者说品种可以不同。合理选择钢材,可以提升模具品质,增加模具寿命,反之亦然。
因此,了解钢材的一些特性,合理选择钢材就尤为重要。
在了解钢之前,我们先来看一个叫“铁”的东西。铁这个东西,我记得我们初中学化学的时候就学过。其实真正很纯的铁,没有一点杂质的铁,不像我们平时接触到的“铁”一样具备很硬的特性,反而像温柔的女孩子,很柔软。
但当它跟碳结合到一定量时,大约0.02%-2.11%时,它就具备了一定的硬度和刚度,我们就把它叫“钢”了。
当纯铁与碳的结合大于2.11%之后,我们又把它叫铁了,不过称呼不一样,这时应叫“铸铁或生铁”。
这里就有必要介绍一下这个碳元素的作用了。为什么纯铁没有添加碳元素之前很软,添加一定碳元素之后就有了一定的硬度变成了钢,再添加多一点,又变成了铸铁或生铁?
因为碳可以把它弄硬,碳越多,它越硬。是不是越硬越好呢?不是。当硬到一定程度时,就变脆了,也就是没有了韧性。硬度越高,韧性越差。这个可以想象一下玻璃。玻璃在加热的时候,它是有韧性的,可以被工人或者艺术家根据需要做成不同的造型,但当它冷却之后,它硬起来了,但是却没有了韧性,这时候,要是你给它一些外力,它就碎掉了。
所以,咱们用料要取中间部分,它即要硬,又不能太硬,不能硬到脆了。这两者适中就最好了。从这个角度来说,钢是比较均衡适中的。
这里就引出了碳素钢的概念。
当纯铁只是与碳进行混合,不掺杂其他元素,我们就管它叫“碳素钢”。
但事实上,这样的钢是很少的。因为我们在冶炼的时候,那些铁矿石总是会掺杂好多杂质。比如:硅、锰、磷、硫、镁、锌等。这些杂质掺杂在其中,会对钢形成不同的影响,有些影响对我们来说是有益的,有些是无益甚至有害的。
下面就来讲讲不同杂质对钢材品质的影响。
( 1 )碳;含碳量越高,钢的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.
( 2 )硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.
( 3 )磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.
( 4 )锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
( 5 )硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.
( 6 )钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.
( 7 )铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.
( 8 )钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.
( 9 )钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.
( 10 )钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.
( 11 )镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.
( 12 )硼;当钢中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.
( 13 )铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.
( 14 )铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显。
其实我们可以从元素周期表来看,也就是,在钢中添加了非金属元素,可能对钢的硬度有一定的增强,但是会降低钢的可塑性和韧性,而添加金属类的元素,大部分还是有益的。