鋼材的定義:
鋼材是指含碳量在0.0218%~2.11%的鐵碳合金。在普通鋼材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得到了合金鋼,我們的模具鋼材都屬於合金鋼。
影響鋼材性能的三種因數:
1. 鋼材成分
碳:C
- 增加淬火組織的硬度:
- 形成碳化物,提高耐磨性
- 降低韌性
- 降低可焊性
鉻:Cr
- 提高鋼之硬度,形成堅硬及穩定的碳化鉻,從而改善耐磨性
- 能提高鋼的淬透性
- 當Cr含量超過12%, 具耐腐蝕作用,並提供良好拋旋光性
鉬:Mo
- Mo是強碳化物形成元素,提高耐磨性
- Mo>0.5%能抑止其他合金元素引致之回火脆性
- 提供紅硬性,熱強度
- 提高淬透性,回火穩定性
釩:V
- 可以形成高硬度碳化物,提高耐磨性
- 細化鋼的晶粒,降低過熱敏感性
- 提高鋼之強度、韌性及回火穩定性
鎳:Ni
- Ni能提高鋼的淬透性
- Ni能細化晶粒
硫(S)
- 常以MnS形式存在鋼中,割裂基體的連續性,惡化材料的韌性、抗腐蝕性、拋旋光性、放電加工性、蝕紋性,可提高材料的切削能力。
2. 冶煉工藝
普通煉鋼工藝
電渣重熔(ESR)
將粗鋼坯置於電渣爐中,通入強電流,使電爐產生很高的溫度,使粗鋼坯熔化成鋼水,鋼水流經電渣,雜質被電渣過濾吸附,從而達到純化的效果。整體重熔速度快,但一些非常細小的雜質並未除去。
真空電弧重熔(VAR)
在真空爐裡,通入強電流在鋼胚上,鋼胚底部開始熔化,雜質汽化成氣體被抽走,從而將鋼材純度提高,而且它是一滴一滴地凝固,凝固速度非常快,組織變得很緻密。特點是雜質去得徹底,但整體重熔速度慢。
3. 熱處理
鋼材的熱處理是指經過加熱然後冷卻,通過控製鋼材的加熱溫度、保溫時間及冷卻速度來改變鋼的性能,以滿足加工或使用要求的工藝過程。
主要的熱處理工藝有:退火、淬火、回火。