8418和8407、H13（鞍鋼Q/BQB2471-2009）較為

　　一、8418

　　8418是德國一勝百發(fā)展趨勢的一種高品質(zhì)熱作模具鋼，其使用了最新生產(chǎn)與精練技術(shù)性，從而促使DIEVAR做為全新持續(xù)發(fā)展的壓鑄件鋼而具有優(yōu)質(zhì)的康熱疲勞開裂、熱沖擊干裂、熱磨損、形狀變化的性能。這種與眾不同的性能使之成為鋁壓鑄、熱鍛、熱擠模具鋼材的不二之選。此外：在剪壓環(huán)節(jié)中，磨具務(wù)必具備一定的延展性。當沖切大的材料和鋼鏈時，磨具剪壓刀口會承擔非常高的拉伸應(yīng)力，這就要求磨具務(wù)必具有較高的延展性才不會干裂。被零件加工薄厚越硬對磨具延展性規(guī)定也就越高，這時就必須要采用高耐磨且抗沖擊的模具鋼材，與此同時也必須具有較好的耐磨性能以確保有效社會經(jīng)濟生產(chǎn)制造運行。

　　德國一勝百8418 主要有以下特性：

　　1.極好的延展性合可塑性且各類男同

　　2.良好的抗回火變軟性能

　　3.優(yōu)質(zhì)高溫抗壓強度

　　4.極好的切削性能

　　5.良好的熱處理工藝尺寸穩(wěn)定性和鍍覆性能

　　主要用途：鋅、鎂、鋁、鈦合金壓鑄件、熱沖壓模具（如：模仁軸套、小鏈、承塊等）、熱鍛磨具等。

　　1.在出廠情況：HB 160

　　2.淬硬層溫度：1000~1030℃

　　3.回火溫度： 200 300 400 Max

　　4.強度(HRC)：53 51 51 53

　　5.有機化學成分(%):如表

　　二、H13鋼的化學成分的解讀

　　H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼,在全世界中的應(yīng)用極為廣泛,與此同時世界各國很多專家學者對它展開了廣泛科學研究,并且在研究成分的改善。鋁的用途廣泛和具有良好的特點,主要是由鋼的化學成分決定的。自然鋼中殘渣原素務(wù)必減少,有數(shù)據(jù)資料說明,當Rm在1550MPa時,原材料硫分由0.005%降至0.003%,會讓沖擊韌度提升約13J。十分明顯,NADCA

　　207-2003規(guī)范就要求:優(yōu)等品(premium)H13鋼硫分低于0.005%,而非常(superior)的不應(yīng)超過0.003%S和0.015%P。下邊對H13鋼的成分加以分析。

　　碳：國外AISI H13，UNS T20813，ASTM（最新版本）的H13和FED

　　QQ-T-570的H13鋼的含碳量都規(guī)定為（0.32~0.45）%，是所有H13鋼中含碳范疇最大寬度的。法國X40CrMoV5-1和1.2344的含碳為（0.37~0.43）%，含碳范疇窄小，法國DIN17350里還有X38CrMoV5-1的含碳為（0.36~0.42）%。日本SKD

　　61的含碳為（0.32~0.42）%。在我國GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM

　　4Cr5MoSiV1的含碳為（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分別向SKD61和AISI

　　H13同樣。尤其要注意的是：北美地區(qū)鋁壓鑄研究會NADCA

　　207-90、207-97和207-2003規(guī)范上對H13鋼的含碳量都規(guī)定為（0.37~0.42）%。

　　鋼中含碳確定淬硬鋼的基材強度，按鋼中含碳與淬硬鋼硬度的關(guān)聯(lián)曲線圖就可以知道,H13鋁的淬火硬度在55HRC上下。對合金鋼來講，鋼里的碳一部分進到鋁的基材中造成細晶強化。此外一部分碳將與合金原素里的碳化物產(chǎn)生元素融合成合金碳化物。對熱作模具鋼,這類合金碳化物除少許殘余的之外，還規(guī)定他在回火全過程上在熱處理奧氏體常規(guī)上彌漫進行析出造成2次硬底化狀況。進而由聯(lián)合分布的殘余合金碳化合物和回火奧氏體的部門來確定熱作模具鋼的性能。不難看出，鋼里的含C量不可以過低。

　　含5%Cr的H13鋼應(yīng)具備強的韌性，所以含C量要保持在建立少許合金C化物的程度上。Woodyatt

　　和Krauss強調(diào)在870℃的Fe-Cr-C三元相圖上,H13鋁的位置是馬氏體A和（A M3C M7C3）三相區(qū)域交界處部位處不錯。對應(yīng)的含C量約0.4%。圖中還標明提升C或Cr量使M7C3量增加,具備更超耐磨性能的A2和D2鋼用以較為。此外最重要的是,維持較低的含C量是使鋁的Ms點取于比較高的溫度水準(H13鋁的Ms一般資料詳細介紹為340℃上下)，使該鋼在淬冷至常溫時得到以奧氏體為主導(dǎo)加少許殘留A和殘余聯(lián)合分布的合金C化物機構(gòu)，并且經(jīng)過回火并獲得均勻回火馬氏體組織。防止使太多屈氏體在作業(yè)溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)變危害工件工作中性能或變型。這種少許屈氏體在熱處理往后的2次或三次回火環(huán)節(jié)中應(yīng)給予變化徹底。這里順帶強調(diào)，H13鋼淬火后所得到的馬氏體組織為呂板M 少許塊狀M 少許殘留A。經(jīng)回火之后在板條形M上進行析出的細細的的合金碳化物，中國專家也進行了一定工作中。

　　大家都知道，鋼中加入碳含量將提升鋼的強度，對熱作模具鋼來講，會讓持續(xù)高溫抗壓強度、溫態(tài)硬度和抗磨性提升，但也會導(dǎo)致其韌性的下降。專家學者在合金鋼產(chǎn)品說明書參考文獻里將各種H型鋼的性能較為非常明顯驗證了這一觀點。一般認為造成鋼可塑性和韌性下降的含碳界線為0.4%。因此規(guī)定許多人在鋼合金化設(shè)計時遵照以下標準:在保證抗壓強度情況下要盡量減少鋼的含碳量,有材料已明確提出:在鋼抗壓強度達1550MPa以上時,含C量在0.3%-0.4%最合適。H13鋼的強度Rm，有資料詳細介紹為1503.1MPa(46HRC時)和1937.5MPa(51HRC時)。

　　查看FORD和GM企業(yè)資料介紹的TQ-1、Dievar和ADC3等鋼里的含C量均為0.39%和0.38%等，對應(yīng)的韌性指標值等列于表1，其原因可從而管中窺豹所至。

　　對規(guī)定更高強度熱作模具鋼，選用的辦法是在H13鋼成份的前提下提升Mo成分或提升含碳，這將于后邊還會繼續(xù)述論，自然韌性和可塑性的稍為減少是能夠意料的。

　　2.2 鉻：

　　鉻是合金合金鋼中最常見帶有總和質(zhì)優(yōu)價廉的合金原素。在國外H型熱作模具鋼內(nèi)含Cr量在2%~12%范疇。在中國合金合金鋼（GB/T1299）的37個鋼材型號中,除8CrSi和9Mn2V外都帶有Cr。鉻對鋁的抗磨性、持續(xù)高溫抗壓強度、溫態(tài)強度、韌性和切削性能都是有有益的危害，并且它融入基材時會明顯改善鋁的耐腐蝕性能，在H13鋼內(nèi)含Cr和Si會讓氧化層高密度來提升鋁的抗氧化。再者以Cr對0.3C-1Mn鋼回火性能的功效去分析，添加﹤6%

　　Cr對提升鋼回火抵抗力是有好處的，但無法組成二次硬化；當含Cr﹥6%的鋼淬火之后在550℃回火會有二次硬化效用。人們對于熱作鋼模具鋼材一般選5%鉻的添加量。

　　合金鋼里的鉻一部分融入鋼起著固溶強化作用，另一部分與碳融合,按含鎂量多少以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6形式存在，進而來影響鋁的性能。此外還要考慮到合金元素配對t檢驗危害，如當鋼中含鎂、鉬和釩時，Cr>3%[14]時，Cr能阻攔V4C3的形成和延遲Mo2C的共格進行析出，V4C3和Mo2C是提升建筑鋼材高溫強度抗回火的加強相[14]，這類配對t檢驗提升該鋼耐高溫變型性能。

　　鉻融入鋼馬氏體中加入鋁的切削性能。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni都和Cr一樣是增加鋼切削性能的合金原素。大家喜歡用切削性能因素進行表現(xiàn),一般中國目前材料[15]還只運用Grossmann等材料,之后Moser和Legat[16,22]的更進一步工作中明確提出由含C量與奧氏體晶粒度確定基本上切削性能孔徑Dic和合金元素含量確立的切削性能因素(示于圖3中)進行計算合金鋁的理想化臨界值孔徑Di,也可以由下式作數(shù)值積分:

　　Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni

　　(1)

　　(1)式中各合金原素以質(zhì)量百分數(shù)表示。由該式，人們對于Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni原素危害鋼切削性能有十分很明確的半定量掌握。

　　Cr對鋼勻晶點危害，它跟Mn大概類似，在約5%的含鉻量時，勻晶點含C量降至0.5%上下。此外Si﹑W﹑Mo﹑V﹑Ti的加持更顯著降低勻晶點含C量。因此就可以知道：熱作模具鋼和彈簧鋼一樣歸屬于過共析鋼。勻晶含C量減少，將會增加奧氏體化后機構(gòu)中合最終組織中的合金碳化物成分。

　　鋼中合金C化物的行為和其獨特的可靠性相關(guān)，事實上，合金C化物的構(gòu)造、可靠性與相對應(yīng)C化物產(chǎn)生元素d電子器件殼層和S電子殼層電子缺乏水平有關(guān)[17]。伴隨著電子器件缺乏水平降低，金屬材料原子半徑隨著減少，碳和化學元素的原子半徑比rc/rm提升，合金C化物由空隙相向而行空隙化學物質(zhì)轉(zhuǎn)變，C化物的穩(wěn)定變?nèi)酰湎鄬?yīng)熔融溫度與在A中融解溫度減少，其形成活化能的平方根減少，對應(yīng)的硬度值降低。具備體心點陣式的VC碳化物，穩(wěn)定性好，大約在900~950℃溫度逐漸融解，在1100℃左右逐漸很多融解（融解結(jié)束溫度為1413℃）[17]；他在500~700℃回火環(huán)節(jié)中進行析出，不容易匯聚成長，可以作為鋼中加強相。中等水平碳化物產(chǎn)生原素W

　　、Mo所形成的M2C和MC

　　碳化物具備密排和簡單六方點陣式，他們的穩(wěn)定較弱些，亦具相對較高的強度、溶點和融解溫度，仍可以作為在500~650℃范疇應(yīng)用鋁的加強相。M23C6(如Cr23C6等)具備繁雜立方米點陣式，可靠性很差，粘結(jié)強度較差，溶點和融解溫度比較低（在1090℃融入A中），僅有在少數(shù)耐磨鋼中投綜合性合金化時才有很高的可靠性（如（CrFeMoW）23C6,可以作為加強相。具備繁雜六方構(gòu)造的M7C3(如Cr7C3、

　　Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)的穩(wěn)定很差，它跟Fe3C類碳化物一樣很易融解和進行析出，具有很大的匯聚成長速率，一般不能成為持續(xù)高溫加強相[17]。

　　我們?nèi)匀粡腇e-Cr-C三元相圖能夠簡單掌握H13鋼里的合金碳化物相。按Fe-Cr-C系700℃[18~20]和870℃[9]三元等溫過程截面的相平衡,對含0.4%C鋼中,隨Cr量增加會有（FeCr）3C（M3C）和（CrFe）7C3(M7C3)型合金碳化物。留意在870℃圖中,僅有含Cr量超過11%才出現(xiàn)M23C6）。此外依據(jù)Fe-Cr-C三元綁在5%Cr后的豎直橫截面,對含0.40%C的鋼在退火狀態(tài)下以α相（約固溶處理1%Cr）和（CrFe）7C3合金C化物。當加熱到791℃之上產(chǎn)生馬氏體A和進到（α A M7C3）三相區(qū),在795℃上下進到（A M7C3）二相區(qū),大約在970℃時,（CrFe）7C3消退,進到單相電A區(qū)。當基材含C量﹤0.33%時,在793℃前后才存有（M7C3 M23C6和A）的三相區(qū),在796℃進到（A M7C3）區(qū)（0.30%Ｃ時），之后一直保持到高效液相。鋼中殘余的M7C3有阻攔A晶粒長大的功效。Nilson明確提出，對1.5%C-13%Cr成分合金，欠平穩(wěn)（CrFe）23C6不產(chǎn)生[20]。自然,單以Fe-Cr-C三元系剖析會有一些誤差,要了解添加合金元素危害。

　　建筑鋼材特點︰ 8407是鉻、鉬、釩合金合金鋼，其優(yōu)點如下所示：

　　1·良好的耐高溫沖擊抗開裂實力

　　2·持續(xù)高溫強度大

　　3·無論尺寸規(guī)格，延展性及可塑性高而各向異性好

　　4·工藝性能及拋光性優(yōu)質(zhì)

　　5·良好的切削性能

　　6·較好的熱處理工藝尺寸穩(wěn)定性

　　7.產(chǎn)品壽命的提升：

　　8407是采用特殊煉鋼技術(shù)和嚴實質(zhì)量管理所得到的純凈度高而機構(gòu)細小的建筑鋼材，8407的等抗逆性（各向異性）會比一般傳統(tǒng)式煉規(guī)章制度H13更好。這對模具抗機械設(shè)備疲憊及內(nèi)應(yīng)力疲憊性能更具有使用價值，如壓鑄件、鍛造模具及擠型磨具等。因而選用8407的磨具強度相比普陀區(qū)H13給予1－2HRC不會放棄延展性。硬度大能夠緩解熱開裂的產(chǎn)生，給予產(chǎn)品壽命。

　　8407合乎北美地區(qū)鋁壓鑄研究會（NADCA）＃207－90壓鑄件用高端H13建筑鋼材標準。

　　1.在出廠情況︰ HB 180

　　2.適用范圍︰ 壓鑄件： 壓鑄模具、置入件、型芯，模仁、進膠口、噴頭、模具頂針(滲氮處理)、柱塞泵，套筒規(guī)格

　　3.沖壓模具：模仁、模托，墊片，軸套，小鏈，承塊

　　4.熱鍛模具 ： 鈦鎂鋁合金、合金材料、鋼材

　　5.塑料模具： 注型模、縮小遷移模

　　6.別的主要用途： 碳鋼板沖孔機廢金屬剪、熱剪、模具扣環(huán)

　　8407關(guān)鍵成分： 如表