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关于模具钢时效引起的性能变化相关概述

时效硬化型模具钢出厂状态、相关参数和注意事项
模具钢时效引起的性能变化
由于材料发生时效,其性能将发生较大的变化,主要有以下变化:
1) 材料的硬度增加;
2) 钢的强度(屈服强度增加、抗拉强度增加或不变),塑性和韧性(延伸率,断面收缩比,抗冲击功)降低;
3) 某些电学性能和物理性能也发生了变化,如使电阻降低,磁矫顽力提高等。
影响时效的因素
钢中的碳、氮间隙原子是引起时效的基本元素,这些元素的原子在室温下仍具有扩散能力,因此由于急冷造成的过饱和固溶体处于不平衡状态时,必将引起时效现象。淬火时效主要靠碳,氮化物的弥散析出,而形变时效则是碳,氮原子在位错附近的富集,对位错起钉扎作用的结果。位错的密度随钢材的化学成分,热处理及冷变形等因素而不同的。曾经有人计算过,当钢中碳、氮的过饱和度达0.0001%以上时就会引起时效现象。钢中的含碳量越高,固溶在α-Fe 中的碳量也就越高,时效的效果也就越明显。但当钢中的含碳量大到在组织中出现渗碳体时,时效效果反而减小。实验表明,当含碳量在0.25%左右时,时效后性能的变化大。
氢原子由于扩散系数比较大,如果长时间放置也会从钢中析出,这就是氢原子引起的时效现象。硼原子在钢中即可是间隙型又可以是置换型,这对时效起抑制作用。氧原子对时效没有太大的影响。研究指出,经铝脱氧的钢能起到减少钢的时效敏感性的作用,并不在于铝有很强的脱氧能力使钢中的含氧量减少,而是在于铝与氮之间有很强的亲和力,真正起作用的并不是与氧结合的铝(酸不溶铝),而是仍剩余钢液中的铝(酸溶铝)。钢中的铝与氮会形成AlN,AlN 的溶解度也随温度的降低而减小。但是由于铝的存在,与不含铝时相比,氮在固溶体中的溶解度大大减小,所以铝对抑制钢的时效作用十分明显。
除铝外,合金元素钛、钒、钼、铌、铬、硅、锰、铜,砷和锡等合金元素都对钢的时效有影响。