2006_金属材料及热处理_工具钢.ppt

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1、金属材料及热处理第四章工具钢主讲：刘国权教授北京科技大学材料科学与工程学院第2部分：合金钢(钢铁材料)第一章合金钢总论第二章工程结构钢第三章机械制造结构钢第四章工具钢第五章不锈耐蚀钢第六章耐热钢和耐热合金金属材料及热处理金属材料及热处理第四章工具钢p.58-72工具钢分类：背景：机械工业用工具有：切削加工用刃具模具检验尺寸用量具工具钢按化学成分可分为：碳素工具钢低合金工具钢高速钢（高合金工具钢）工具钢按用途可分为：刃具用钢模具用钢量具用钢耐冲击工具用钢金属材料及热处理刃具钢车刀、刨刀、铣刀、滚刀、钻头、丝锥、板牙、锉刀、锯条等刃具用钢。它们常受到弯曲、扭转、剪切、

2、冲击、按摩等力的作用，同时会引起温升。失效形式有：磨损、咬合、折断、崩刃、卷刃等。对低速切削刀具要求：高硬度、高耐磨性、高的弯曲强度和足够的韧性。对高速切削刀具，有可能因为温度升高太高而失去切削能力和加速磨损。故除了应具备低速切削刃具的要求外，还要求高的热硬性。高硬度要求刃具钢以高C回火M为基体。高的耐磨性要求在硬的M基础上均匀分布着弥散细小碳化物。钢的热硬性主要取决于M的回火稳定性，因此要求有一定的提高回火稳定性的合金元素。金属材料及热处理工具钢碳含量特点：一般为高碳（热作模具钢为中碳）工具钢热处理特点：一般为淬火加低温回火（热作模具钢为淬火加高温回火）金属材料

3、及热处理第四章工具钢p.58-72第一节碳素工具钢与低合金工具钢T7,T8,T9,T10,T12,T13等；9CrSi,CrWMn,Cr2等第二节高速工具钢W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2等第三节冷作模具钢Cr12MoV,Cr4W2MoV，6W6Mo5Cr4V等第四节热作模具钢5CrNiMo,3Cr2W8V，4Cr5MoSiV1等金属材料及热处理第四章第一节碳素工具钢：T7,T8,T9,T10,T12,T13等；含碳量？热处理？主要用途？低合金工具钢：9CrSi,CrWMn,Cr2等（Cr2钢即GCr15钢）含碳量与合金含量？热处理？主要用途？金属材料及热处理

4、第四章第二节高速工具钢p.59-66性能要求:高速钢要求具有良好的"热硬性"p.64代表性钢种：钨系W18Cr4V钨钼系W6Mo5Cr4V2等高速钢突出特点：热硬性（红硬性）、莱氏体钢高速钢中的组成相：合金铁素体、合金碳化物高速钢中碳化物的不均匀性共晶莱氏体－必须被破碎黑色组织、白亮组织(p.61)金属材料及热处理W18Cr4V高速钢：铸、退、淬、回4态金属材料及热处理第四章第二节高速工具钢（续）代表性钢种：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等高速钢的热处理工艺、组织与性能锻轧后退火(870-880℃)淬火(≦1280℃)＋560℃三次回火次生硬化：现象（图4-

5、8）原因影响因素金属材料及热处理金属材料及热处理第四章第二节高速工具钢（续）高速钢中合金元素的作用钨钼－高速钢获得热硬性的主要元素钒－增加回火稳定性、产生次生硬化，提高热硬性等铬－主要增加淬透性。也增加耐蚀性和抗氧化能力碳－高速钢的主要强化元素，保证回火硬度和热硬性不利影响：1)2)3)钴－增加回火稳定性、加强次生硬化，提高热硬性等微量元素N－细化晶粒、提高GB熔化温度；RE－改善热塑性金属材料及热处理第四章第三节冷作模具钢工作条件与性能要求冷作模是金属在常温下变形的模具，如冷冲冷镦，切边，拉丝模等性能要求：1、高的硬度及耐磨性。2、高的强度和韧性，高的塑变抗力。

6、3、良好的工艺性能：如锻造性，切削性，淬硬性，淬透性等。高铬冷作模具钢Cr12MoV等中铬冷作模具钢Cr4W2MoV等低碳高速钢型冷作模具钢6W6Mo5Cr4V等新型冷作模具钢：高韧高耐磨冷作模具钢7Cr7Mo2V2Si等粉末冶金冷作模具钢CPM10V等金属材料及热处理第四章第四节热作模具钢工作条件与性能要求热作模具就是用来使加热的金属或液态金属获得所需要的形状。按工作条件大致可分为：锤锻模、热挤压模和压铸模三类。性能要求：1、高的高温强、硬度、耐磨性及良好的韧性；2、优良的耐热疲劳性能，高的AC1点，良好的导热性和抗氧化能力；3、良好的工艺性能(高的淬透性，较小

7、的变形)。锤锻模钢5CrNiMo等挤压及压铸模具钢4Cr5MoSiV1等金属材料及热处理金属材料及热处理第四章学习小结简表钢种用途性能要求成分特点工艺特点组织性能元素作用其他其他本章基本概念或术语：高速钢、热硬性、莱氏体钢等金属材料及热处理Thankyou!金属材料及热处理