鋼是指碳含量為0.0218%至2.11%的鐵碳合金。合金鋼是通過在普通鋼中加入鉻、鉬、釩、鎳和其他合金成分而獲得的，我們所有的模具鋼都屬于合金鋼。P20模具鋼就是目前在很多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用的一種特殊鋼材。今天我們就來聊聊不同化學(xué)元素對模具鋼的作用。
碳(C)—存在于所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強(qiáng)度和硬度，但降低其塑性和韌性。我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.5%以上的碳，也成為高碳鋼。
硅(Si)—為常用的脫氧劑，有很強(qiáng)的脫氧能力。對鐵素體的固溶強(qiáng)化作用僅次于磷，提高鋼的電阻率，降低磁滯損耗，對磁導(dǎo)率也有所改善，為硅鋼片的主要合金化學(xué)元素。提高模具鋼的淬透性和抗回火性，對鋼的綜合力學(xué)性能，特別是彈性極限有利。Si 在彈簧鋼中主要作用增加鋼的彈性。
鉻(Cr)—增加P20模具鋼、沖子料的硬度、強(qiáng)度，最重要的是耐腐蝕性，Cr含量13%以上的認(rèn)為是不銹鋼。盡管這么叫，如果保養(yǎng)不當(dāng)，所有鋼材都會(huì)生銹的。S136模具鋼、FS136模具鋼中含鉻量12%左右，因此其耐腐蝕性特別好。
錳(Mn)—在模具鋼中熔于鐵素體和滲碳體，使鋼的強(qiáng)度、硬度提高。此外由于Mn和S的親和力大于鐵與硫的親和力，那么可以奪走部分有害物質(zhì)硫，形成高熔點(diǎn)的MnS(高于1600度)，從而減輕S對鋼的有害作用。
鉬(Mo)—陰抑奧氏體到珠光體轉(zhuǎn)變的能力最強(qiáng)，從而提高模具鋼的淬透性，并為貝氏體高強(qiáng)度鋼的重要合金化元素之一。含量約0.5%時(shí)能降低或抑止其他合金元素導(dǎo)致的回火脆性。在較高回火溫度下，形成彌散分布的特殊碳化物，有二次硬化作用，提高模具鋼的熱強(qiáng)性和蠕變強(qiáng)度。
釩(V)—增強(qiáng)抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用于制造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩，其中Cr12Mo1V1含有1%的釩，可以提高模具鋼的淬透性、耐磨性，提高工具鋼的使用壽命。
鎳(Ni)—固溶強(qiáng)化及提高淬透性的作用。細(xì)化鐵元素體晶粒，在強(qiáng)度相同的條件下，提高鋼的塑性和韌性，特別是低溫韌性。與鉻、鉬等聯(lián)合使用，提高鋼的熱強(qiáng)性和耐蝕性。718是P20的改良型，718是P20的基礎(chǔ)上加Ni，改善了模具鋼的塑性和韌性。
鎢(W)—主要增加鋼的紅硬性和耐磨性。將鎢和適當(dāng)比例的鉻或錳混合用于制造高速鋼。在高速鋼SKH-9中就含有大量的鎢。
磷(P)—在通常情況下，磷元素是模具鋼材中的有害元素，磷(P)元素能夠增加模具鋼的冷脆性，使模具鋼焊接性能變壞;降低模具鋼的塑性，使模具鋼的冷彎性能變壞。因此通常要求模具鋼中含磷量小于0.03%，優(yōu)質(zhì)模具鋼要求更低。磷、硫、錳元素聯(lián)合使用，增加鋼的易切性。
硫(S)—在一般情況下也是有害元素。硫(S)元素使模具鋼產(chǎn)生熱脆性，降低模具鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫(S)元素對模具鋼的焊接性能也不利，降低其耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小于0.055%，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于0.040%。但是在模具鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，稱易切削模具鋼。
相信大家看過本篇文章之后，應(yīng)該對不同化學(xué)元素對P20模具鋼等模具鋼的作用了。
