012Al基體鋼_012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼特點_012Al用途

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)
冷熱兼用的基體鋼

012Al鋼的國標牌號是5Cr4Mo3SiMnVAl，簡稱012Al。012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)是一種冷熱兼用的基體鋼，已納入GB/T 1299-2000標準中熱作模具鋼鋼號。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的化學成分(質量分數)：
C 0.47%~0.57%、Cr 3.80%~4.30%、Mo 2.80%~4.30%、Si 0.80%~1.10%、Mn 0.80%~1.0%、V 0.80%~1.2%、Al 0.30%~0.70%。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的特點：
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)鋼中碳的質量分數在0.5%左右，相當于其母體高速鋼W6Mo5Cr4V2淬火基體的溶碳量。如果要保留體積分數為5%左右的剩余碳化物，就必須降低淬火加熱溫度，這樣一來，基體中的碳及合金元素就將溶解不足，基體強度就會大大低于母體高速鋼的強度。提高含碳量是解決問題的捷徑，但韌度會有一定程度的降低，Ms點也會隨之下降，工件淬火畸、開裂傾向增大。另外，提高含碳量，會降低熱導率(導熱系數)，因此，不適于選作熱作模具的材料。提高合金元素含量是解決上述矛盾的另一途徑。同時，加入適量的錳和硅，可以提高固溶強化效果，提高基體強度。只采取錳硅合金化方案，性能還不夠穩定，有時韌度還顯得不足，因此，又添加了微量鋁，使鋼材韌度有了明顯提高，成功地研制出改型基體鋼012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)。012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)鋼非常適于進行滲氮或氮碳共滲。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的臨界點：
Ac1837℃、Ac3902℃、Ms ~277℃。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的物理性能：
線脹系數α1：12.21×10-6/℃(20~700℃)；
彈性模量E：210000~215000MPa(20℃)
參照012Al鋼的等溫轉變曲線，400~700℃之間有較大的奧氏體穩定區，適于分級淬火和等溫淬火。臨界冷卻速度也較小，有利于采取措施，防止工件畸變和開裂。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的鍛造工藝：
012Al鋼中共晶碳化物很少，但有時也會造成危害，因此，要妥善地進行六面鍛造。鍛造工藝如下：加熱溫度為1120~1170℃，始鍛溫度為1050~1120℃，終鍛溫度為850~900℃。球化退火工藝有兩種：一種是常規退火工藝，將毛坯加熱到860±10℃，保溫4~5h，然后緩慢冷卻到550℃出爐；另一種是等溫球化工藝，將毛坯加熱到860±10℃，保溫4h，冷到710~720℃再等溫4~6h，爐冷到550℃出爐。退火后硬度為HBS220左右。球化質量和二次碳化物網絡的檢查按GB/T 1299-2000《合金工具鋼技術條件》進行，球化質量2~4級較好，碳化物網要小于2級。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的熱處理工藝：
012Al鋼最終熱處理工藝，要根據模具的服役條件選擇。一般冷作模具和熱鍛模，可選擇1090~1120℃加熱奧氏體化，冷作模具選擇下限溫度加熱，熱作模具選擇上限溫度加熱。冷卻方式可選擇油冷淬火，也可選擇分級冷卻。冷作模具在510℃左右回火兩次，每次保溫2h，回火后硬度為HRC60~62。熱鍛�？稍�580~600℃回火兩次，每次保溫2h，回火后硬度為HRC52~54。壓型模和壓鑄模工況比較苛刻，可選擇較高溫度(1120~1140℃)加熱奧氏體化，油冷淬火或分級冷卻。620~630℃回火兩次，每次保溫2h，回火硬度為HRC42~44。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的淬火溫度與硬度、晶粒大小、殘余奧氏體及碳化物間的關系見下表。由表可知，淬火加熱溫度升高到1150℃時，晶粒開始明顯長大。1090℃加熱淬火，剩余碳化物的體積分數恰好在5左右。
012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的淬火加熱溫度與各參數之間的關系
淬火溫度/℃ 1060 1090 1120 1150 1180
淬火硬度HRC 60.3 61.4 62.2 62.6 62.5
晶粒度(級) 11 10~11 9.5~10 8~8.5 7.5
剩余碳化物(體積分數,%) 5.6 5.3 2.3 1.8 0.8
殘余奧氏體(體積分數,%) - 20.3 28 29 ~29
012Al鋼經1100℃加熱淬火后的組織為細針馬氏體+殘余奧氏體+剩余碳化物，馬氏體針長3級，白色顆粒和黑色小點是剩余碳化物，黑色(實際顏色是紫灰色)塊狀物是鋁的氧化物和氮化物雜質，呈方向性分布，它對材料韌度的影響頗大。

012Al(5Cr4Mo3SiMnVAl)基體鋼的用途：
目前，012Al鋼已在軸承熱擠壓沖頭、傳動桿熱鐓模等方面得到成功應用，效果良好，模具使用壽命比傳統熱作模具鋼3Cr2W8V鋼比較適用于受強烈沖擊的模具，特別是標準件行業所用的沖模，可以充分發揮韌度高的特點。012Al鋼的耐磨性不及萊氏體鋼，最好進行表面化學熱處理，特別是滲氮或氮碳共滲處理，可以有效地提高模具的耐磨性能。

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資料來源：無錫市瀚超特殊鋼有限公司

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