T8(A)钢-抗冲击碳素工具钢的结构与性能研究

T8（A）钢-抗冲击碳素工具钢的结构与性能研究⑴模具钢的特性抗冲击碳素工具钢，冷作模具钢。无碳化物网析出倾向，塑性、韧性优于T10A钢，淬透性与T10A钢相近或稍高，适用于制作较大截面的模具。重截模具采用T8A钢，进行预先调质球化处理，效果较好。调质处理硬度22～26HRC；火焰淬火硬度55～60HRC。该钢可加工性好，价格低廉，来源容易；但缺点是淬透性低，耐磨性差，淬火变形大。该钢完全球化的最低加热温度为740℃，加热到780℃退火，即出现大量带棱角的长条状碳化物。⑵化学成分（质量分数，%）C0.75～0.84、Ni≤0.35、、Mn≤0.40、P≤0.035、S≤0.030。⑶参考对应钢号我国GB标准钢号T8、我国台湾CNS标准钢号SK5/SK6、德国DIN标准钢号C80W2、德国DIN标准材料编号1.1625、法国NF标准钢号C80E2U、俄罗斯ΓOCT标准钢号Y8、瑞典SS标准钢号1778、日本JIS标准钢号SK5/SK6、韩国KS标准钢号STC5/STC6、美国ASTM标准钢号W1A-8、美国UNS标准钢号T72301、国际标准化组织ISO标准钢号TC80、英国BS标准钢号060A78/060A81。我国GB标准钢号T8A、美国UNS标准钢号T72301、德国DIN标准钢号C80W1、德国DIN标准材料编号1.1525、法国NF标准钢号C80E2U、俄罗斯ΓOCT标准钢号Y8A。⑷临界点温度（近似值）Ac1=730℃、Ar1=700℃、Ms=240℃。⑸正火规范温度800～820℃，硬度241～302HBS。⑹普通退火规范（740～750）℃×（2～4）h，以＜30℃/h的冷速，缓慢炉冷到500～600℃，出炉空冷。⑺等温球化退火规范①（740～750）℃×（2～4）h，（650～680）℃×（4～6）h，再炉冷到500～600℃，出炉空冷，硬度≤187HBS。②（750～770）℃×（1～2）h，（680～700）℃×（2～3）h，再炉冷到500～600℃，出炉空冷，硬度163～187HBS，组织1～5级珠光体。⑻淬火、回火规范淬火温度770～790℃，水、油冷却，硬度≥62HRC；回火温度170～190℃。⑼典型应用举例①用于制作整体式M12螺栓冷镦模，淬火硬度57～59HRC，寿命可达6000件。②用于制作冷镦卡车车厢螺栓凹模，ф8.9×ф90mm同心圆柱体，采用，内孔喷水淬火，形成有利于提高疲劳抗力的表面硬化层，寿命可达2万次以上，而不喷水淬火的Cr12MoV钢寿命只有1000～2000次。③用于制作铆钉模，淬火后硬度51～53HRC，模具寿命大于7000件，而淬火后硬度较大或较小，寿命均较低。④用于制作冲头，经碳化物超细化处理后低温淬火，可比普通淬火处理冲头寿命提高10倍。⑤用于制造料厚δ＜3mm的冲裁模的凸、凹模和镶块，做凸模时硬度选用58～62HRC；做凹模时选用硬度60～64HRC。⑥用于制造一般拉伸模的凸、凹模，做凸模时选用硬度58～62HRC；做凹模时选用硬度60～64HRC。⑦用于制造一般弯曲模的凸、凹模和镶块，做凸模、凹模时均选用硬度56～60HRC。⑧尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷镦模等，如小冲头，剪板机的剪刀等。⑨电机转子叶片的材料为0.5mm厚硅钢片，用6工位级进模冲压加工，凸模材料最先选用T10A钢，因磨损快，凸模的平均寿命只有1万件左右；后改用Cr12MoV,耐磨性大大提高，但凸模出现折断、崩刃等形式的非正常失效，凸模的平均寿命约4万件左右。为进一步提高凸模的使用寿命。改用该钢，并采用稀土硼共渗、淬火、回火处理工艺，凸模寿命显著提高。⑩将30副T8A钢冲模进行渗硼、淬火、低温回火处理后，稀土硼共渗提高了凸模的表达，硬度和耐磨性，淬火、低温回火处理使凸模具有足够的强度和韧性，凸模的使用寿命显著提高。使冲压产品的表面质量得到明显提高。○11卡车车厢螺栓冷镦凹模，原采用Cr12钢制作，尽管凹模壁厚达40mm左右，但在服役过程中常出现早期劈裂失效，模具寿命仅为0.1万～0.2万次。当改用T8A钢制作凹模，模具内孔采用喷水淬火，形成了有利于提高疲劳抗力的表面硬化层，凹模寿命可达到2万次以上。○12该钢冲头经碳化物微细化处理后进行低温淬火，可显著减少崩裂，使模具寿命提高10倍。○13适于各种中小批量生产的模具和抗冲击载荷的模具。○14该钢经860℃×3h稀土硼共渗后，表面硬度为1622HV，渗层深度为9μm。○15该钢凸模经稀土硼共渗处理后，冲压件的毛刺数量明显减少，使成品质量和凸模使用寿命明显提高。