SM1CrNi3模具钢-SM1CrNi3特性、化学成分、热处理工艺及应用

SM1CrNi3模具钢-SM1CrNi3特性、化学成分、热处理工艺及应用
SM1CrNi3钢为常用的渗碳型塑料模具钢，是参考美国P6牌号钢种而研制成的。其化学成分与性能和结构钢的12CrNi3A钢近似，但其冶金质量、抛光性、淬透性、低温韧一、缺口敏感性优于12CrNi3A钢。
⒈SM1CrNi3钢的特性
⑴、SM1CrNi3钢的切削加工性能良好，在260~320HBS时，相对加工性能为60%~70%。
⑵、SM1CrNi3钢由于含碳量低，塑性好，易于采用冷挤压成形方法来制造模具。随后再经渗碳或碳氮共渗+淬火、低温回火处理，使模具表面呈现很高的硬度与耐磨性，同时心部保持较好的强韧性，满足模具使用要求。
⑶、SM1CrNi3钢中加入Cr、Ni元素主要是提高钢的淬透性，另外Ni元素有助于改善钢的韧性。
⑷、SM1CrNi3钢中的Si、Mn元素也主要是提高钢的淬透性，兼有固溶强化基体组织和改善基体组织的回火稳定性的作用。
⑸、SM1CrNi3钢淬火加热时，Cr、Mn、Si、Ni元素完全固溶于奥氏体中，提高钢的淬透性。
⑹、SM1CrNi3钢淬火后，Cr、Mn、Si、Ni元素固溶强化基体组织，并改善基体组织的回火稳定性。
⑺、SM1CrNi3钢低温回火时，部分Cr、Mn元素从基体组织中扩散到析出的渗碳体Fe3C中，形成合金渗碳体（Cr、Mn、Fe）3C，改善其硬度。
⑻、SM1CrNi3钢中加入Cr、Ni元素，可增强钢的耐蚀性。
⒉SM1CrNi3钢主要化学成分
0.05%~0.15%C、0.10%~0.37%Si、0.35%~0.75%Mn、1.25%~1.75%cr、3.25%~3.75%Ni、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊SM1CrNi3钢的热处理工艺
SM1CrNi3钢相变点为：Ac1720℃、Ac3810℃、Ar1600℃、Ar3715℃、Ms409℃。
SM1CrNi3钢始锻温度1180℃，终锻温度850℃，锻造后缓慢冷却。
SM1CrNi3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
去应力退火 加热670~680℃，保温，空冷 217~229HBS 消除残余应力，消除加工硬化
正火 加热880~940℃，保温，空冷  加热温度在Ac3810℃线之上，细化晶粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+少量铁素体组织
淬火 加热860℃，保温，油冷 55~61HRC 加热时Cr、Si、Mn、Ni元素溶入奥氏体中，提高淬透性，改善回火稳定性
回火 加热200~600℃，保温2h，空冷  需避开回火脆性温度区间，以防回火脆性
气体渗碳 加热900~920℃，以0.15~0.2mm/h计保温时间  加热温度不超过920℃，避免晶粒长大
渗碳后淬火与回火 淬火：加热860℃，保温后油冷 62~65HRC 强调表层硬度采用较高温淬火，强调表层韧性采用较低温淬火
 加热760~810℃，保温后油冷  
 回火：加热160~180℃，保温2h，空冷 表：58~62HRC
心：26~40HRC 
气体碳氮共渗 共渗温度840~860℃，出炉油冷 60~65HRC 心部保持强韧性的同时，表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性
 回火温度150~180℃，出炉空冷 表：58~62HRC
心：30~34HRC 
⒋SM1CrNi3钢的应用
SM1CrNi3钢适宜制造耐磨性高、尺寸大的塑料模具。
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