T/℃ σb/MPa 20℃ 300℃ 600℃ 700℃
5CrNiMo 1500 Mpa 1100 MPa MPa ----
GIN439 1390 MPa 1250 MPa 1200 MPa 1000 MPa
表2 5CrNiMo钢与GIN439合金在650℃工作温度下使用的抗拉强度比较
t/h σb/MPa 1 h 4 h 10 h 100h 200h 500h 1000h
5CrNiMo 1 MPa 1000 MPa 360 MPa ---- ---- ---- ----
GIN439 1140 MPa 1140 MPa 1140 MPa 1140 MPa 1115 MPa 1155 MPa 1090 MPa
在600℃ 时GIN439的屈服强度是5CrNiMo的2.4倍,而在650℃ GIN439是5CrNiMo 的3.4倍。由于GIN439合金具有这种优良的高温强度,锻造时在温度升高到500-800℃时,GIN439不变形。
GIN439合金的高温硬度在热锻模的工作温度范围也明显高于5CrNiMo 而且从室温至800℃,硬度保持在同一水平,与此相反5CrNiMo 从-600℃硬度几乎成直线降低。在500℃时,两种材料硬度相同,到600℃时IN439合金的硬度高于 5CrNiMo一倍以上,良好的高温硬度使GIN439合金具有良好的高温耐磨性。
一般的热作模具钢的高温稳定性都不好,从450℃到600℃回火由于组织中碳化物球化,所以钢一直在软化,硬度不断降低,而GIN439合金为单一奥氏体钢,不存在相变。在正常热处理后,在600-700℃加热长达1000小时,组织稳定,硬度变化很小。因此5CrNiMo等热作模具钢使用过程中受锻件加热,是一个回火软化过程,材料强度不断降低,而GIN439可以保持良好的的强度性能,这一特点对于制作热锻模来说极为有利。
热锻模在高温下工作,因此材料必须具有良好的抗氧化性能。Cr是主要的抗氧化元素。5CrNiMo钢中仅含有0.7%左右的Cr表面在高温下形成低含量的氧化膜(Fe3Cr)2O3 。这种氧化膜多孔,而且很容易被工件材料所磨掉。GIN439合金含有18%的Cr,所以在表面形成致密而且防护性良好的以Cr2O3为主的氧化膜。抗氧化良好。
综上所述,GIN439合金非常适用于600度以上使用的热锻模、挤压垫、热挤压模、压铸模等材料。
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