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第1章模具钢的特性及分类 1

§1.1模具钢的特性 1

§1.1.1模具钢在使用性能上主要应考虑的因素 1

目 录 1

§1.1.2模具钢在工艺性能上主要应考虑的因素 2

§1.2模具钢的分类和化学成分 2

§1.2.1冷作模具钢 2

§1.2.2热作模具钢 2

§1.2.3塑料模具钢 5

§1.3模具钢的选用 5

§1.3.1冷作模具钢的选用 5

§1.3.2热作模具钢的选用 9

§1.3.3塑料模具钢的选用 9

§2.1.1铁与碳之间的相互作用 13

§2.1.2合金元素与铁之间的相互作用 13

第2章合金元素在钢中的作用 13

§2.1合金元素与铁、碳的相互作用 13

§2.1.3合金元素与碳之间的相互作用 14

§2.1.4合金元素对铁碳平衡相图的影响 16

§2.1.5合金元素在钢中的分布 18

§2.2合金元素对钢的相变和热处理的影响 20

§2.2.1合金元素对加热转变的影响 20

§2.2.2合金元素对过冷奥氏体转变的影响 21

§2.2.3合金元素对淬火钢回火转变的影响 24

§2.3合金元素对钢性能的影响 30

§2.3.1合金元素对钢的机械性能的影响 30

§2.3.2合金元素对钢的物理性能的影响 39

§2.3.3合金元素对钢的工艺性能的影响 42

§2.4.1钢中非金属夹杂物 45

§2.4合金元素对钢中冶金缺陷的影响 45

§2.4.2钢中的白点 48

第3章冷作模具钢 53

§3.1高碳工具钢 53

§3.1.1含碳量的影响 54

§3.1.2退火钢的组织和性能 55

§3.1.3淬火钢的组织和性能 57

§3.1.4回火钢的组织和性能 59

§3.2高碳低合金工具钢 60

§3.2.1退火钢的组织和性能 60

§3.2.2淬火钢的组织和性能 64

§3.2.3回火钢的组织和性能 67

§3.3高耐磨钢 69

§3.3.1高碳高铬钢 69

§3.3.2高碳中铬钢 77

§3.3.3高速钢 85

§3.4特殊用途模具钢 97

§3.4.1耐蚀钢 97

§3.4.2无磁模具钢 101

第4章热作模具钢 105

§4.1低耐热高韧性钢 105

§4.1.1退火钢的组织与性能 106

§4.1.2淬火钢的组织与性能 106

§4.1.3钢回火后的组织与性能 107

§4.2中耐热韧性钢 112

§4.2.1退火钢的组织与性能 113

§4.2.2淬火钢的组织与性能 113

§4.2.3钢回火后的组织与性能 115

§4.3高耐热性钢 120

§4.3.1退火钢的组织与性能 120

§4.3.2淬火钢的组织与性能 121

§4.3.3.钢回火后的组织与性能 123

§4.4特殊用途热作模具钢 127

§4.4.1奥氏体耐热钢 127

§4.4.2高速工具钢 134

§4.4.3超高强度钢 139

§4.4.4马氏体时效钢 140

第5章塑料模具钢 145

§5.1渗碳钢 145

§5.2调质钢 151

§5.3高碳冷作钢 155

§5.4耐蚀钢 155

§5.4.1 4 Cr13型耐蚀钢 155

§5.4.21Cr17Ni2型耐蚀钢 157

§5.5马氏体时效钢 160

§6.1.1平炉模具钢的生产 161

第6章模具钢的生产 161

§6.1模具钢冶炼及质量特征 161

§6.1.2电弧炉模具钢的生产 163

§6.1.3铸锭方法和铸锭结构 164

§6.1.4炉外真空处理和喷射冶金 166

§6.1.5电渣重熔模具钢的生产 170

§6.2模具钢的锻造 172

§6.2.1锤锻模模块的锻造 173

§6.2.2C r 12类型钢的锻造 175

§6.2.3钢锭（坯）的退火 180

第7章模具钢的热处理 183

§7.1钢的等温和连续冷却转变曲线 184

§7.1.1钢的奥氏体等温转变曲线 184

§7.1.2钢的奥氏体连续冷却转变曲线 186

§7.2钢在冷却时的组织转变 191

§7.3.1回火过程 195

§7.3钢在回火时的组织转变 195

§7.3.2特殊碳化物的溶解和析出——二次硬化效应 196

§7.4模具钢热处理的基本工艺 198

§7.4.1退火 199

§7.4.2淬火 202

§7.4.3回火 206

§7.5冷作模具钢的热处理实例 207

§7.5.1碳素模具钢的热处理 208

§7.5.2高碳低合金钢模具的热处理 212

§7.5.3高耐磨冷作模具钢的热处理 219

§7.6热作模具钢的热处理实例 223

§7.6.1锤锻模具钢的热处理 223

§7.6.2压铸和挤压模具钢的热处理 226

§7.7.1高速钢类型模具钢的热处理 230

§7.7特殊用途模具钢的热处理 230

§7.7.2其他类模具钢的热处理 232

§7.8塑料模具钢的热处理 233

§7.9模具钢的形变热处理 235

§7.10模具钢的热处理缺陷 236

§7.10.1脱碳 236

§7.10.2变形 237

§7.10.3淬火裂纹 237

§7.10.4硬度不足 239

第8章模具表面的强化 241

§8.1渗碳 241

§8.1.1固体渗碳 241

§8.1.2气体渗碳 243

§8.1.3液体渗碳 245

§8.2渗氮 248

§8.2.1气体渗氮 249

§8.2.2液体渗氮 250

§8.2.3辉光离子渗氮 251

§8.3碳氮共渗 253

§8.3.1气体碳氮共渗 254

§8.3.2 液体碳氮共渗 255

§8.3.3固体碳氮共渗 256

§8.4渗硼 257

§8.4.1固体粉末渗硼 258

§8.4.2电解盐浴渗硼 261

§8.4.3液体渗硼 262

§8.4.4气体渗硼 264

§8.5渗铬 264

§8.5.1固体渗铬 266

§8.5.2液体渗铬 268

§8.6.1渗硫 269

§8.6渗硫和硫氮共渗 269

§8.6.2硫氮共渗 273

§8.7碳化钛涂层 274

§8.7.1碳化钛气相涂层 275

§8.7.2碳化钛液体涂层 277

§8.7.3碳化铁固体涂层 278

§8.8模具的堆焊 278

§8.8.1钢结硬质合金堆焊模具 278

§8.8.2铸钢电渣堆焊锻模 279

第9章模具钢的质量检验及测试方法 285

§9.1宏观检验 285

§9.1.1酸浸试验 285

§9.1.2断口检验 294

§9.2显微组织检验 295

§9.2.1退火组织的评定 296

§9.2.2碳化物不均匀性 299

§9.2.3晶粒度的测定 300

§9.2.4脱碳 301

§9.2.5残余奥氏体 305

§9.3机械性能试验 305

§9.3.1硬度试验 306

§9.3.2室温和高温拉力试验 310

§9.3.3弯曲试验 312

§9.3.4持久强度及其测定 312

§9.4冲击韧性试验 313

§9.5断裂韧性测定 315

§9.6淬透性试验 317

§9.7耐磨性试验 318

§9.8热疲劳试验 320

§9.10.1线胀系数和临界点的测定 322

§9.9热处理变形的测定 322

§9.10物理性能试验 322

§9.10.2导热系数的测定 324

§9.11无损检验 326

§9.11.1磁粉检验 326

§9.11.2超声波探伤 327

第10章模具失效的原因分析 331

§10.1模具设计不合理引起的失效 331

§10.1.1模具在厚薄壁相接处的设计不合理而引起的失效 331

§10.1.2模具设计带有尖角所引起的失效 332

§10.1.3模具材料的取向不当引起的失效 333

§10.2模具材料质量差引起的失效 333

§10.21夹杂物过多引起的失效 334

§10.2.2表面脱碳引起的失效 334

§10.2.3碳化物分布不均匀引起的失效 334

§10.2.4锻造质量不好引起的失效 336

§10.2.5选材不合理引起的失效 337

§10.3模具的机械加工不当引起的失效 339

§10.3.1车削中的刀痕引起的失效 339

§10.3.2电加工引起的失效 340

§10.3.3磨削加工造成的失效 342

§10.4模具热处理制度不合适引起的失效 344

§10.4.1加热速度的影响 344

§10.4.2氧化与脱碳的影响 344

§10.4.3淬火温度的影响 346

§10.4.4冷却条件的影响 347

§10.4.5退火保温时间的影响 347

§10.5模具表面强化不当引起的失效 348

§10.5.1氮化不当引起的失效 348

§10.6操作方法不正确造成的失效 349

§10.5.2镀硬铬不当引起模具角部开裂而失效 349

§10.6.1冷却不充分引起的早期失效 350

§10.6.2润滑不良引起的早期失效 350

§10.6.3装配不合适引起的失效 351

§10.6.4强烈冷却引起的失效 351

§10.6.5补焊引起的失效 352

第11章模具钢的主要性能数据 355

§11.1 T10高碳工具钢 355

§11.2 9CrSi冷作模具钢 359

§11.39Mn2V冷作模具钢 364

§11.4 CrWMn冷作模具钢 366

§11.5 Cr 6 WV冷作模具钢 370

§11.6 Cr12冷作模具钢 374

§11.7Cr12MoV冷作模具钢 376

§11.89 Cr18冷作模具钢 381

§11.96 W6Mo5Cr4V冷作模具钢 383

§11.107 CrMnSiMoV冷作模具钢 386

§11.115CrMnMo热作模具钢 390

§11.125CrNiMo热作模具钢 393

§11.13 4CrMnsiMoV热作模具钢 397

§11.14 4Cr5MoSiV热作模具钢 400

§11.15 4 Cr5 MoSiV1热作模具钢 404

§11.16 3Cr2W8V热作模具钢 408

§11.17 4Cr3Mo3W2V热作模具钢 412

§11.18 5Cr4Mo2W2SiV热作模具钢 416

§11.19 20Cr2Ni4A塑料模具钢 420

§11.20 4Cr13塑料模具钢 423

§11.21 W18Cr4 V高速工具钢 425

§11.22 W6Mo5Cr4V2高速工具钢 429

§11.23 7Mn15Cr2A1 3V2WMo无磁模具钢 433

§11.245Mn15Cr8Ni5Mo3V2奥氏体耐热钢 436

§11.25 4Cr14Ni14Mo2W奥氏体耐热钢 439

§11.26 00Ni18Co9Mo 5TiAl—18Ni（300级）马氏体时效钢 441

§11.27 40CrNi2Mo超高强度钢 445

§11.28 30CrMnSiNi2A超高强度钢 447

附 录 451

附表1．我国与主要工业国家模具钢号（相同或类似成分）对照表 451

附表2．分数英寸、小数英寸与毫米对照表 453

附表3．力单位换算表 453

附表4．应力和压力单位换算表 454

附表5．功、能和热量单位换算表 455

附表6．功率单位换算表 455

附表7．碳素钢和合金钢的洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度及抗拉强度换算表 456

附表8．低碳钢的洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度及抗拉强度换算表 459

常用符号名称表 463

参考文献 465