国家标准《优质合金模具钢》(GB/T 24594-2009)-技术要求

《优质合金模具钢》
国家标准(GB/T 24594-2009)

6 技术要求
6．1牌号及化学成分
6．1．1钢的牌号及化学成分（熔炼分析）应符合表9的规定。
表9
钢组 序号 统一数字代号 新牌号 旧牌号 化学成分（质量分数）/%
     C Si Mn Cr Mo Ni Cu W V Al
热作模具钢 1-1 T20280 3Cr2W8V — 0.30～0.40 ≤0.40 ≤0.40 2.20～2.70 __ ≤0.25 ≤0.25 7.50～9.00 0.20～0.50 __
 1-2 T20502 4Cr5MoSiV1 — 0.32～0.45 0.80～1.20 0.20～0.50 4.75～5.50 1.10～1.75 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.80～1.20 __
 1-3 T20503 4Cr5MoSiV1A — 0.37～0.42 0.80～1.20 0.20～0.50 5.00～5.50 1.20～1.75 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.80～1.20 __
 1-4 T20103 5Cr06NiMo 5CrNiMo 0.50～0.60 ≤0.40 0.50～0.80 0.50～0.80 0.15～0.30 1.40～1.80 ≤0.25 __ __ __
 1-5 T20102 5Cr08MnMo 5CrMnMo 0.50～0.60 0.25～0.60 1.20～1.60 0.60～0.90 0.15～0.30 ≤0.25 ≤0.25 __ __ __
冷作模具钢 2-1 T20110 9Cr06WMn 9CrWMn 0.85～0.95 ≤0.40 0.90～1.20 0.50～0.80 — ≤0.25 ≤0.25 0.50～0.80 __ __
 2-2 T20111 CrWMn — 0.90～1.05 ≤0.40 0.80～1.10 0.90～1.20 — ≤0.25 ≤0.25 1.20～1.60 __ __
 2-3 T21202 Cr12Mo1V1 — 1.40～1.60 ≤0.40 ≤0.60 11.00～13.00 0.70～1.20 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.50～1.10 __
 2-4 T20201 Cr12MoV — 1.45～1.70 ≤0.40 ≤0.40 11.00～12.50 0.40～0.60 ≤0.25 ≤0.25 __ 0.15～0.30 __
 2-5 T21200 Cr12 — 2.00～2.30 ≤0.40 ≤0.40 11.50～13.00 — ≤0.25 ≤0.25 __ __ __
塑料模具钢 3-1 T22032 1Ni3Mn2CuAl — 0.10～0.15 ≤0.35 1.40～2.00 — 0.25～0.50 2.90～3.40 0.80～1.20 __ __ 0.70～1.10
 3-2 S42020 20Cr13 2Cr13 0.16～0.25 ≤1.00 ≤1.00 12.00～14.00 — ≤0.60 — __ __ __
 3-3 S45930 30Cr17Mo 3Cr17Mo 0.28～0.35 ≤0.80 ≤1.00 16.00～18.00 0.75～1.25 ≤0.60 — __ __ __
 3-4 S42040 40Cr13 4Cr13 0.35～0.45 ≤0.60 ≤0.80 12.00～14.00 — ≤0.60 — __ __ __
 3-5 T22020 3Cr2MiMo Cr2Mo 0.28～0.40 0.60～1.00 0.60～1.00 1.40～2.00 0.30～0.55 ≤0.25 ≤0.25 __ __ __
 3-6 T22024 3Cr2MnNiMo — 0.32～0.40 1.10～1.50 1.10～1.50 1.70～2.00 0.25～0.40 0.85～1.15 ≤0.25 __ __ __
6．1．2钢中碳、硫含量应符合表10的规定。
表10                                      %
组别 冶炼方法 P S
1 真空脱气 ≤0.025 热作模具钢 ≤0.020
   冷作模具钢、塑料模具钢 ≤0.025
1 电渣重熔a ≤0.025 ≤0.010
a4Cr5MoSiV1A钢的P≤0.015，S≤0.005。

6．1．3 成品钢材或坯的化学成分允许偏差应符合GB/T222的相应规定。
6．2 冶炼方法
     钢应采用直空脱气处理或电渣重熔。若采用电渣重熔时应在合同中注明。4Cr5MoSiV1A钢应采用电渣重熔。
6．3交货状态
     钢材以退火或预硬化状态,交货状态应在合同中注明。
6．4交货硬度
6．4．1交货状态钢材的硬度值和试样的淬火硬度值应符合表11的规定。供方若能保证试样淬火硬度值符合表11的规定时可不作检验。
表11
钢组 序号 统一数字代号 新牌号 旧牌号 交货状态的钢材硬度 试样淬火硬度
     退火硬度HBW 预硬化硬度HRC 淬火温度 冷却剂 洛氏硬度HRC
热作模具钢 1-1 T20280 3Cr2W8V — ≤255 — — — —
 1-2 T20502 4Cr5MoSiV1 — ≤235 — — — —
 1-3 T20503 4Cr5MoSiV1A — ≤235 — — — —
 1-4 T20103 5Cr06NiMo 5CrNiMo 197～241 — — — —
 1-5 T20102 5Cr08MnMo 5CrMnMo 197～241 — — — —
冷作模具钢 2-1 T20110 9Cr06WMn 9CrWMn 197～241 — 800℃～830℃ 油 ≥62
 2-2 T20111 CrWMn — 207～255 — 800℃～830℃ 油 ≥62
 2-3 T21202 Cr12Mo1V1 — ≤255 — 820℃±15℃预热，1000℃（盐浴）或1010℃（炉控气氛）±6℃加热，保温10min～20min空冷，200℃±6℃回火 ≥59
 2-4 T20201 Cr12MoV — 207～255 — 950℃～1000℃ 油 ≥58
 2-5 T21200 Cr12 — 271～269 — 950℃～1000℃ 油 ≥60
塑料模具钢 3-1 T22032 1Ni3Mn2CuAl — ≤235 36～43 — — —
 3-2 S42020 20Cr13 2Cr13 ≤235 30～36 — — —
 3-3 S45930 30Cr17Mo 3Cr17Mo ≤235 30～36 — — —
 3-4 S42040 40Cr13 4Cr13 ≤235 30～36 — — —
 3-5 T22020 3Cr2MiMo 3Cr2Mo ≤235 28～36 — — —
 3-6 T22024 3Cr2MnNiMo 3Cr2MnNiMo ≤235 30～36 — — —

6．4．2经供需双方协商并在合同中注明，交货状态钢材的硬度值可另行规定。
6．5 横向冲击试验
6．5．1钢材公称尺寸（直径、边长、厚度）不小于65㎜的 4Cr5MoSiV1A钢应检验横向冲击性能，采用7㎜×10㎜的无缺口试样。钢材横截面为矩形或正方形时，试样沿短边从截面中心部位切取，见图1；钢材横截面为圆形时，试样沿横向从截面的中心部位切取，见图2。试样应适当留有加工余量。
6．5．2试样在保护性介质中（若采用非保护性介质，试样应适当留有加工余量）经1025℃±10℃，保温30min，油淬，至少回火2次，保证硬度为44HRC～46HRC，热处理后试样的最终尺寸及其加工要求见图3，试样尺寸允许偏差为（7±0.100）㎜×（10±0.100）㎜×（55±0.100）㎜。
6．5．3在进行冲击试验时，摆锤应撞击55㎜×10㎜的中部部位，试验结果应符合表12的规定。
表12
3个试样冲击吸收能量的平均值,不小于 最小单个冲击吸收能量,不小于
169.5 95

6．6 低倍组织
6．6．1钢材应检验低倍组织，在酸浸低倍组织的横截面上不应有目视可见的缩孔、夹杂、分层、裂纹、气泡和白点。中心疏松和锭型偏析应按GB/T1299～2000的第三级别图评定，检验结果应符合表13的规定。扁钢的低倍组织由供需双方协商确定。
表13                                                   
公称直径或边长厚度/mm 中心疏松 锭型偏析
 级，不大于
≤50 3 3.5
＞50～75 3.5 4
＞75～100 4 4.5
＞100～125 4.5 5
＞125～155 5 5.5
＞155 供需双方协议

6．6．2经供需双方协议并在合同中注明，电渣重熔钢可按ASTMA604检验，合格级别由供需双方协商确定。
6．7非金属夹杂物
6．7．1电渣重熔钢应按的A法检验非金属夹杂物，每个试样的检验结果应符合表14的第2组规定，其中4Cr5MoSiV1A钢的检验如果应符合表14的第1组规定。
6．7．2根据需方要求，并在合同中注明，真空脱气钢可检验非金属夹杂物，按GB/T10651～2005的A法检验，每个试样的检验结果应符合表14的第3组规定。
表14                                                    
非金属夹杂物a 1组 2组 3组
 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系
 级,不大于
A 1 0.5 1.5 1.5 2.5 2
B 1.5 1 1.5 1.5 2.5 2
C 0.5 0.5 1 1 1.5 1.5
D 1.5 1 2 1.5 2.5 2
a需方要求可检验DS类非金属夹杂物,合格级别由供需双方协商确定。

6．8脱碳层
6．8．1公称尺寸（直径或边长）不大于150mm钢材的一边总脱碳层（铁素体+部分脱碳）的深度应不大于0.25+1%D（D为钢材的直径或边长）。
6．8．2根据需方要求，经供需双方协议并在合同中注明，扁钢和公称尺寸（直径或边长）大于150㎜的钢材可检验脱碳层，脱碳层指标由供需双方协商确定。
6．8．3机加工钢材表面不允许有脱碳层。
6．9共晶碳化物不均匀度
6．9．1 退火状态交货的Cr12Mo1V1、Cr12MoV、Cr12钢应检验共晶碳化物不均匀度，按GB/T14979～1994标准第四级别图评定，其合格级别应符合表15规定。
表15                                                   
公称尺寸(直径或边长)/mm 共晶碳化物不均匀度合格级别/级,不大于
≤50 3
＞50～70 4
＞70～120 5
＞120～150 6
＞150 供需双方协议

6．9．2扁钢的共晶碳化物不均匀度的合格级别由供需双方协商确定。
6．10 高倍组织
6．10．1晶粒度
     4Cr5MoSiV1A钢应检验晶粒度，合格级别应等于或细于7级。试样在保护性介质中（若采用非保护性介质，试样应适当留有加工余量）经1010℃±10℃，保温30min，分级淬火至730℃±10℃，保温30min，然后空冷至室温。
6．10．2显微组织和带状组织
4Cr5MoSiV1A钢应检验显微组织和带状组织，其检验方法及合格级别由供需双方协商规定。
6．11超声波探伤
6．11．1经供需双方协商并在合同中注明，公称尺寸大于155mm的真空脱气钢应按表16的规定进行超声波探伤。
表16                                                      单位为毫米
公称尺寸（直径、边长、厚度、宽度） 单个的不连续 多个的不连续 长条形的不连续
 平底孔直径 平底孔直径 间距 平底孔直径 长度
＞155～300 4.0 4.0 25 4.0 25
＞300～500 5.0 5.0 25 5.0 25
＞500～600 6.0 6.0 25 6.0 25

6．11．2公称尺寸大于155mm的电渣重熔钢应按表17的规定进行超声波探伤。
表17                                                      单位为毫米
公称尺寸（直径、边长、厚度、宽度） 单个的不连续 多个的不连续 长条形的不连续
 平底孔直径 平底孔直径 间距 平底孔直径 长度
＞155～300 3.2 2.5 25 2.5 25
＞300～500 4.0 3.0 25 3.0 25
＞500～600 5.6 4.0 25 4.0 25

6．12表面质量
6．12．1供压力加工用的钢材，表面不应有目视可见的裂缝、折叠、结疤和夹杂。如有上述缺陷必须清除，清除深度从钢材实际尺寸算起应符合表18的规定，清除宽度不小于深度的5倍。深度在公差之半范围内的其他轻微表面缺陷可不清除。
6．12．2供切削加工用的钢材，表面允许有从钢材公称尺寸算起深度符合表19规定的局部缺陷存在。
表18                                                      单位为毫米
公称尺寸（直径、边长、厚度、宽度） 允许缺陷清除深度，不大于
＜80 公差之半
80～140 公差
＞140 钢材截面尺寸的5%
表19                                                     单位为毫米
公称尺寸（直径、边长、厚度、宽度） 局部缺陷允许深度，不大于
＜80 公差之半
≥80 公差

6．12．3机加工交货的钢材表面应洁净、光滑，不应有裂纹、折叠、结疤和氧化铁皮，若有上述缺陷存在，允许局部修磨，但最大修磨处应保证钢材的最小尺寸。
6．12．4根据需方要求，经供需双方协商，也可对表面质量另行规定，但应在合同中注明。
6．13 特殊要求
根据需方要求，可增加下列特殊检验项目，其检验项目的试验方法、取样数量及合格级别均由供需双方协商并在合同中注明。
a） 特殊化学成分；
b） 拉伸性能；
c） 冲击性能；
d） 其他要求。

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