7Mn15Cr2Al3V2WMo钢为奥氏体型热作模具钢。
⒈7Mn15Cr2Al3V2WMo钢的特性
⑴、7Mn15Cr2Al3V2WMo钢中加入大量的Mn元素主要是为了获得室温下的奥氏体组织,同时固溶强化奥氏体。
⑵、7Mn15Cr2Al3V2WMo钢中加入Cr、Al元素除固溶于奥氏体起固溶强化外,还在钢的表面能形成致密的氧化物薄膜,提高钢的耐蚀性与抗氧化性。
⑶、7Mn15Cr2Al3V2WMo钢中加入V、W、Mo元素主要是为了形成碳化物,作为钢的强化相,提高钢的强度、硬度与耐磨性。
⑷、7Mn15Cr2Al3V2WMo钢固溶处理时未溶的W、Mo元素的碳化物在晶界起钉扎作用,可以阻止奥氏体晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,可有助于改善钢的强韧性。固溶处理时,所有Mn、Cr、Al元素及少量的W、Mo元素都溶入奥氏体中,固溶强化奥氏体。
⑸、7Mn15Cr2Al3V2WMo钢高温时效处理时W、Mo元素的碳化物从奥氏体中析出,少量Cr元素的碳化物也从奥氏体上析出,与未溶的W、Mo元素的碳化物一起,提高钢的强度、硬度与耐磨性。
⑹、由于W、Mo元素的碳化物从奥氏体中析出,需要较高温度的加热和经历较长时间的保温,故7Mn15Cr2Al3V2WMo钢具有较高的热稳定性。
⒉7Mn15Cr2Al3V2WMo钢主要化学成分
0.65%~0.75%C、0.50%~0.80%Mo、≤0.80%Si、2.00%~2.50%Cr、14.50%~16.00%Mn、1.50%~2.00%V、0.50%~0.80%W、2.70%~3.30%Al、≤0.040%P、≤0.030%S。
⒊7Mn15Cr2Al3V2WMo钢的热处理工艺
7Mn15Cr2Al3V2WMo钢始锻温度1080~1100℃,终锻温度950℃,锻造后成堆空中冷却。
7Mn15Cr2Al3V2WMo钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
不完全退火 加热880℃~890℃,保温5h,炉冷至500℃以下出炉空冷 28~30HRC 改善组织,降低硬度,获得奥氏体+碳化物组织
固溶处理 加热1150~1180℃,保温,水冷 20~22HRC 加热时Cr、Mn、Si、Mo、W、Al元素及少量的V元素溶入奥氏体中,未溶V元素的碳化物细化晶粒,提高强韧性与耐磨性。冷却后得到奥氏体+碳化物组织
时效 加热650℃,保温20h,空冷
加热700℃,保温20h,空冷 48.5HRC
45.5HRC W、Mo、W、Cr元素的碳化物析出并聚集,产生沉淀强化
气体碳氮共渗 加热560~570℃,保温5h,0.03~0.04mm渗层,出炉空冷或油冷 950~1100HV 提高表面疲劳强度、硬度、耐磨性、耐蚀性和耐热性
⒋7Mn15Cr2Al3V2WMo钢的应用
7Mn15Cr2Al3V2WMo钢适宜制造高于700℃但低于900℃、载荷较大、形状简单的模具,如铜合金热挤压模、钢及高温合金挤压模以及粉末烧结模等。