7Mn15Cr2Al3V2WMo模具钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用

7Mn15Cr2Al3V2WMo模具钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用
7Mn15Cr2Al3V2WMo模具钢属奥氏体无磁模具钢。（来源：上海荔锋模具钢材有限公司）
⒈7Mn15Cr2Al3V2WMo的特性
⑴、Mn元素是扩大奥氏体相区的元素，7Mn15Cr2Al3V2WMo中加入大量的Mn元素，可使钢在室温下得到奥氏体组织。但是奥氏体组织是比较软的，强度、硬度低，耐磨性差，但塑性与韧性好。
⑵、要作为模具钢使用，7Mn15Cr2Al3V2WMo中需要加入合金元素来进行强化，能过固溶强化和时效强化方式来增加钢的强度、硬度与耐磨性，通过细化晶粒来增加钢的韧性。
⑶、7Mn15Cr2Al3V2WMo中加入Cr、Al元素主要是起固溶强化奥氏体作用，并改善奥氏体稳定性。另外Al元素的氮化物及氧化物具有细化晶粒的作用，Al元素还可改善钢的切削加工性能。
⑷、7Mn15Cr2Al3V2WMo中加入V、W、Mo元素主要是形成碳化物，作钢中的强化相，改善钢的强韧性。固溶处理时，部分V、W、Mo元素随其碳化物固溶于奥氏体中起到固溶强化作用，也改善了奥氏体的稳定性。未固溶的V、W、Mo元素碳化物则起到细化奥氏体晶粒作用。
⑸、7Mn15Cr2Al3V2WMo时效处理时固溶的V、W、Mo元素以碳化物形式从奥氏体组织中析出，聚集、长大并向更为稳定的碳化物转化，起到时效强化作用。
⑹、由于加入了Cr、Al元素，7Mn15Cr2Al3V2WMo具有一定的耐蚀性。
⑺、7Mn15Cr2Al3V2WMo钢固溶处理后硬度为28~30HRC，高温时效处理后硬度回升以48HRC左右。可利用固溶处理后钢的硬度低的特点，对钢进行模具加工成形，然后再对模具进行高温时效处理，模具获得良好的综合力学性能。为提高钢表面的耐蚀性和耐磨性，可对时效处理后的钢进行氮化处理。
⒉7Mn15Cr2Al3V2WMo主要化学成分
0.65%~0.75%C、≤0.80%Si、14.50%~16.00%Mn、2.00%~2.50%Cr、0.50%~0.80%Mo、0.50%~0.80%W、0.15%~2.00%V、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊7Mn15Cr2Al3V2WMo的热处理工艺
7Mn15Cr2Al3V2WMo始锻温度1080~1100℃，终锻温度950℃，锻造后空中冷却。
7Mn15Cr2Al3V2WMo钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
不完全退火 加热880℃~890℃，保温5h，炉冷至500℃以下出炉空冷 28~30HRC 改善组织，降低硬度，获得奥氏体+碳化物组织
固溶处理 加热1150~1180℃，保温，水冷 20~22HRC 加热时Cr、Mn、Si、Mo、W、Al元素及少量的V元素溶入奥氏体中，未溶V元素的碳化物细化晶粒，提高强韧性与耐磨性。冷却后得到奥氏体+碳化物组织
时效 加热650℃，保温20h，空冷
加热700℃，保温20h，空冷 48.5HRC
45.5HRC W、Mo、W、Cr元素的碳化物析出并聚集，产生沉淀强化
气体碳氮共渗 加热560~570℃，保温5h，0.03~0.04mm渗层，出炉空冷或油冷 950~1100HV 提高表面疲劳强度、硬度、耐磨性、耐蚀性和耐热性
⒋7Mn15Cr2Al3V2WMo的应用
7Mn15Cr2Al3V2WMo钢的无磁性以及高温下的稳定性，更适合制造塑料模具。
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