7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）_奧氏體型無磁模具鋼_7Mn15無磁鋼特性

7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）
奧氏體型無磁模具鋼

7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼屬奧氏體型無磁模具鋼，是一種高Mn-V系無磁鋼，具有非常低的磁導率，高的硬度、強度，較好的耐磨性。采用氣體軟氮化工藝，可以進一步提高鋼的表面硬度，增加耐磨性，顯著地提高使用壽命。7Mn15Cr2Al3V2WMo（7Mn15）適于制造無磁模具、無磁軸承、熱作模具及其他要求在強磁場中不產生磁感應的結構零件。
7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的化學成分：
C 0.65~0.75；Si≤0.80；Mn14.50~16.00；Cr2.00~2.50；Mo0.50~0.80； W0.50~0.80； V1.50~2.00； Al2.70~3.30；P≤0.040； S≤0.0.030。

7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的成分特點：
Mn元素是擴大奧氏體相區的元素，鋼中加入大量的Mn元素，可使鋼在室溫下得到奧氏體組織。但是奧氏體組織是比較軟的，強度、硬度低，耐磨性差，但塑性與韌性好。要作為模具鋼使用，鋼中需要加入合金元素來進行強化，能過固溶強化和時效強化方式來增加鋼的強度、硬度與耐磨性，通過細化晶粒來增加鋼的韌性。
鋼中加入Cr、Al元素主要是起固溶強化奧氏體作用，并改善奧氏體穩定性。另外Al元素的氮化物及氧化物具有細化晶粒的作用，Al元素還可改善鋼的切削加工性能。
加入V、W、Mo元素主要是形成碳化物，作鋼中的強化相，改善鋼的強韌性。固溶處理時，部分V、W、Mo元素隨其碳化物固溶于奧氏體中起到固溶強化作用，也改善了奧氏體的穩定性。未固溶的V、W、Mo元素碳化物則起到細化奧氏體晶粒作用。時效處理時固溶的V、W、Mo元素以碳化物形式從奧氏體組織中析出，聚集、長大并向更為穩定的碳化物轉化，起到時效強化作用。
由于加入了Cr、Al元素，7Mn15鋼具有一定的耐蝕性。

7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的熱加工：
7Mn15鋼的導熱性較差，鍛造時裝爐溫度不宜過高，需緩慢升溫，保溫時間要求足夠長，以保證鋼中碳化物充分固溶，鍛后硬度為33~35HRC。7Mn15鋼的鍛造工藝規范見下表：
項目 加熱溫度/℃ 加溫時間/h 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻
鋼錠 1150~1170 ≥8 1100~1120 ≥950 空冷
鋼坯 1140~1160 ≥8 1080~1100 ≥950 空冷

7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的熱處理工藝：
預備熱處理（退火）：
采用高溫退火工藝，加熱溫度870~890℃，保溫3~6h，爐冷至500℃以下出爐空冷，退火后硬度為28~30HRC，組織為細晶粒奧氏體＋均勻分布的顆粒狀碳化物。
固溶處理：
固溶溫度為1150~1180℃，保溫時間為鹽浴爐15~20min/mm，空氣爐30min/mm，冷卻介質為水，固溶硬度為20~22HRC，金相組織為奧氏體＋未溶一次碳化物。
時效處理：
下表為不同時效時間后7Mn15鋼的硬度。
時效時間/h            固溶后   2   4   10   14   18   20
650℃時效，硬度HRC    20    32  44   46   47   46  48.5
700℃時效，硬度HRC    20   48.5  48   46  45.5   -  45.5
注：固溶溫度為1180℃，水淬。
時效溫度為650℃，時效時間20h，硬度為48HRC。
時效溫度為700℃，時效時間2h，硬度為48.5HRC。
不同狀態時鋼的硬度見下表：
狀態        鍛造       退火       固溶       時效
硬度/HRC   33~35      28~30      20~22      47~48
不同溫度固溶和時效處理后的力學性能下表：
熱處理工藝                          σb/MPa   δ(%)   ψ(%)   αk/J?cm-2
1180℃固溶處理                         820     61.0     61.5     230
                                       720     60.0     62.5     240
1150℃固溶處理，700℃，2h時效處理     1370     16.5     34.0     48
                                       1370     15.5     35.5     45
                                       1380     18.0     35.5     45
1180℃固溶處理，650℃，20h時效處理    1510      4.5      8.5      15
                                       1490      4.5      9.5      13
7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的氣體氮碳共滲：
為了提高模具硬度、耐磨性，可以采用氣體氮碳共滲處理。滲氮溫度560~570℃，滲氮時間4~6h，滲氮層深度0.03~0.04mm，滲氮層硬度950~1100HV。

7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的用途：
7Mn15鋼適合用于制造無磁模具、無磁軸承及其他要求在強磁場中不產生磁感應的結構零件。此外，由于該鋼具有高的高溫硬度和強度，也可以用來制造在700~800℃下使用的熱作模具。

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資料來源：無錫市瀚超特殊鋼有限公司
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