1.B3鋼化學成份,見表1 表1 B3鋼化學成分(%)
2. B3鋼機械性能
2.1力學性能見表2
※ 表2 B3鋼主要參數
※該表主要是一汽試驗數據。※該表最后兩項指標為機電所試驗數據
※熱穩定性能的物理意義——在模具鋼試樣保溫2h后,其硬度降至HRC35時,其加熱溫度。
※熱疲勞性能,其評及共分20級,評級數大者,其疲勞性能為最差。
2.2 B3鋼與H13鋼各種性能比較
從表2顯而易見:B3鋼熱韌性能,熱疲勞性能、熱穩定性能、紅硬性能等,是最好的。這性能均高于H13鋼。因此B3鋼用于機鍛模和精鍛模,其壽命好于H13鋼。 3.B3鋼特性
3.5 易于進行補焊翻新。 B3鋼之所以具備:高的熱強性能、高的耐熱疲勞性能、高的熱韌性能和高的熱穩定性能等,是由于B3鋼高溫回火時,析出細小的碳化物(Cr7C3、MoC、V4C3)而產生的沉淀強化。同時,還要依靠基體的晶細結構(如位錯)的穩定性,提高基
體的回復與再結晶抗力。
4 B3鋼的熱處理
由圖2B3鋼(3Cr2WMoVNi)TTT曲線,該曲線采用金相法測定。TTT曲線,顯示珠光體、貝氏體和馬氏體轉變區。其臨界點: A1=816℃
A3=833℃
Ms=268℃
并按該曲線為基礎指導與確定,B3鋼(3Cr2WMoVNi)球化退火工藝與最佳淬火工藝。
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4.1 球化退火
B3鋼球化退火工藝見圖3。
![]() 退火后的硬度為:HB=207~255
4.2 最佳淬火工藝,B3鋼熱處理工藝見圖4。
![]() 4.2.1采用圖4回火溫度,其硬度為HRc40~50 4.2.2要求較高抗回火穩定性的模具,可采用上限淬火溫度。
要求良好韌性的模具采用下限淬火溫度。
4.3 B3鋼與H13鋼在1020℃淬火,不同回火溫度,其硬度值對比曲線,如圖5。
![]() 該曲線說明在低于560℃時,其H13模具硬度偏高,但高于560℃回火時,則B3鋼模具硬度偏高。因此不難理解為何B3鋼模具熱強性優于H13鋼模具。況且從表2中,獲悉B3鋼熱韌性、熱疲勞性能、熱穩定性又最好。
因此往往在熱精鍛時,用B3鋼替代H13。
4.4 應當探討的兩個問題
4.4.1 關于模塊尺寸效應問題
H13不同冷速及尺寸對沖擊值影響 表3
4.4.2 不同冷卻速度對B3鋼沖擊韌性的影響
不同冷卻速度對B3鋼沖擊韌性的影響見圖6。
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模塊回火后一般都采用空氣冷卻,模塊尺寸越大冷卻也就越慢。為驗證B3鋼是否存在第二類回火脆性,將沖擊試樣經1000℃淬火,600℃回火,分別在油中、空氣中、砂中,及隨爐冷卻到室溫,結果如圖6顯示的那樣,此種材料沒有第二類回火脆性。 5 B3鋼(3Cr2WMoVNi)的應用
5.1 一汽機鍛模壽命比較見表4
表4 一汽機鍛模壽命統計表
從一汽統計表中得知,萬向節叉用H13鋼模具生產同5CrNiMo壽命比可提高23%,但用B3鋼模具生產該鍛件壽命,可提高從44%到192%。其突緣、羊角、滑動叉分別提高88%、58%、37%。
5.2 400t、630t模鍛水壓機生產炮彈頭的新舊鋼模具壽命對比見 表5
5.3 山海關橋梁廠3000t油壓機生產60At軌B3、H13模具壽命對比見 表6
5.4 寶雞橋梁廠5000t油壓機生產60At軌新舊模具壽命對比見 表7
從表上看壽命均提高一倍以上。
6 結論
6.1 B3綱有良好的室溫與高溫力學性能,尤其熱韌性、熱疲勞性能、熱穩定性能均高于H13。
6.2 B3鋼之所以熱強性高、熱韌性高、熱穩定性高、熱疲勞性能高,主要是由于有穩定的結構組織和基體有高的回復與再結晶抗力。
6.3 B3鋼熱處理時淬透性好,模具翻新不用退火。
6.4 B3鋼機鍛模壽命可提高:一般是50%~100%個別可提高到100%以上。
參考資料
(1)機車車輛工藝,1998.2“熱作模具鋼材料的發展”。
(2)汽車工藝與材料1996.9“三種模具鋼室溫及高溫力學性能”。
(3)鋼鐵1999.10“熱鍛模材料在一汽的應用”。
(4)“鍛造模具用鋼的選擇與應用”。 機電所 李平安
(5)第一汽車制造廠“機鍛模新材料3Cr2WMoVNi的研究”。
(6)“B3鋼在鋼軌壓型模具上的應用”。
(7)應用“壽命數據分別來自各工廠的試驗”。
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