欧美成人精品一区二区男人小说,美媛馆国产精品一区二区,亚洲成人av一区二区,欧美momandson

您的當前位置: 首頁 > 鍛壓文獻庫 > 鍛造模具 > 正文

B3(3Cr2WMoVNi)熱作模具鋼的應用

  • 2009-2-25 10:20:31
  • 來源:第三屆中國冷溫熱精鍛會議論文集
  • 點擊次數:
作 者:沈陽工具模具鋼廠 石禎祥 谷守明 中國第一汽車集團公司 周士昌 大連交通大學 王慶森
關 鍵 詞:B3模具鋼、壽命、,錘鍛模、機鍛模
文獻摘要:本文主要闡述:B3模具鋼的化學成分、各種性能的特點和主要參數、熱處理工藝及各工廠使用情況等。充分說明B3模具鋼在國內是一種比較好的熱作模具鋼。
1.B3鋼化學成份,見表1              
表1  B3鋼化學成分(%)

C
Mn
Si
Ni
Cr
Mo
V
W
SP
3Cr2WMoVNi(B3)
0.26-0.35
≤0.45
≤0.45
1.0-1.6
2.2-2.6
1.2-1.6
0.4-0.65
0.6-0.8
≤0.03
2. B3鋼機械性能
2.1力學性能見表2
※ 表2 B3鋼主要參數
鋼 種
溫度℃
σs/Mpa
σb/Mpa
Ψ/%
Ak/J/Cm2
HRc/HBs
熱穩定性能℃
熱疲勞性能
5CrNiMo
室溫
1320
1390
38
37
42.7∥
589
20
300
 
 
 
46
 
600
320
425
93
 
∥157.3
650
160
250
97
364
∥96.4
700
85
145
98
 
∥62.5
4Cr5MoV1Si
(H13
室溫
1570
1670
48
50
48.7∥
 
 
300
 
 
 
72
 
600
860
1030
65
 
∥343.6
650
425
520
83
99
∥268.7
700
250
335
91
 
∥196.0
3Cr2MoWVNi
(B3
室溫
1550
1580
59
82
48.7∥
676
11
300
 
 
 
104
 
600
845
995
60
 
∥315.0
650
710
825
65
106
∥277.0
700
405
505
77
 
∥248.3
4Cr2MoVNi
-O#/7#
(B2
室溫
1350/1450
1440/1480
59/59
110∥80
45/46∥
652
12
200
 
 
 
96/89
 
300
 
 
 
103/96
 
600
680/730
775/820
82/75
 
∥252.3/248.3
650
495/550
535/600
89/78
235/228
∥183.1/199.8
700
220/300
250/335
97/91
 
∥113.2/113.6
 
※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                                               
3.1 良好淬透性、即使模具截面積大,也可獲得表面,心部均勻的硬度分布。
3.2 機械性能基本各向同性。
3.3 高的熱強性能,高的耐熱疲勞性能,高的熱韌性。     
3.4 抗高溫軟化性能好、見圖1。


圖1抗回火軟化曲線(室溫硬度HRC42)

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。
 
 

 

圖2 B3鋼TTT曲線

 
 
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
H11與H13可以具有較高的抗回火穩定性,這是由于鋼中含有5%的鉻,使得鋼中增加了碳化物的數量,尤其是大截面模塊心部,碳化物分布是不均勻的(偏析較為嚴重),使鋼各向異性加大,對模塊尺寸效應非常敏感,即隨著模塊厚度的增加,沖擊韌性與塑性變壞,易使模具脆斷。其表3說明這個問題。

 
H13不同冷速及尺寸對沖擊值影響  表3
淬火溫度(℃)
回火溫度(℃)
ak
Kg·M/cM2
溫度
試樣(mm)
冷卻
溫度
硬度HRC
1020
10×10×55
油冷
560
47~49
5.5
φ200  心部
油冷
49~50
1.5
φ120 心部
空冷
50~51
1.2
 

 
許多資料證明,當模塊厚度小于60mm~80mm時,其沖擊值不低于5CrNiMo(HRc38~42,其沖擊值為3~4kg·M/cM2),但厚度增大時,性能顯著變壞。因此在選用H13時制造鍛模時,模塊厚度尺寸,最好不要超過100~120。

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。

 V 冷卻

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
模塊
尺寸/mm
鍛件
名稱
老   鋼  號
新 鋼 號
材料
HRC
壽命(件)
材料
HRC
壽命(件)
提高壽命%
1
290×310×200
萬向節叉
5CrNiMo
38-42
4500
H13
43
5515
23
2
290×310×200
萬向節叉
5CrNiMo
38-42
4500
B3
36-38
6500
44
3
 
290×310×200
萬向節叉
5CrNiMo
38-42
4500
B3
38-42
11380
153
4
 
290×310×200
萬向節叉
5CrNiMo
38-42
4500
B3
46-48
13140
192
5
260×290×171
萬向節叉
5CrNiMo
38-42
4500
B3
37-39
15247
239
6
φ300×135
突緣
5CrNiMo
42-44
9000
B3
42-44
16957
88
7
φ320×300
羊角
5CrNiMo
38-42
2500
B3
34-36
3955
58
8
360×270×170
滑動叉
5CrNiMo
42-47
8000
B3
42-47
10990
37
 
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
 
廠名
炮彈頭沖孔新舊模具壽命對比B3/ H13
彈頭拔伸沖子壽命對比B3/ H13
123
 
1200/800
672
150/80
 
 
5.3       山海關橋梁廠3000t油壓機生產60At軌B3H13模具壽命對比見  表6
 
山海關橋梁廠
舊模具H13
新模具B3
生產At軌數量(根)
300
400
 
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
 
   名稱 
壽命
  (根)
材質
整形模
予鍛模
軌頭模
端頭擋塊
主要失
效形式
5CrMnMo
250
364
356
198
龜裂、壓塌、磨損
B3
545
764
780
436
龜裂、壓塌、磨損
 
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”。
 
 
 
 
 

相關內容

版權所有(C) 2011 中國鍛壓協會
E-mail:info@chinaforge.org.cn    URL:www.omekua.com 客戶服務熱線:010-53056669
地址:北京市昌平區北清路中關村生命科學園博雅C座10層 郵編:102206
主站蜘蛛池模板: 长顺县| 钟祥市| 綦江县| 建平县| 新余市| 凤山县| 瑞金市| 共和县| 高要市| 南安市| 红原县| 寿光市| 深水埗区| 临沂市| 通城县| 马山县| 驻马店市| 英德市| 大石桥市| 永和县| 合江县| 黎平县| 东平县| 临桂县| 塔河县| 稻城县| 凤城市| 土默特右旗| 罗江县| 海宁市| 扶绥县| 武安市| 遵义县| 德令哈市| 濉溪县| 苏尼特右旗| 嘉兴市| 贡山| 泰和县| 包头市| 桓仁|