30CrMnSiNi2A鋼是一種預(yù)硬型塑料模具鋼，屬超高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼，淬透性較高韌性較好。30CrMnSiNi2A鋼油淬低溫回火（250~300℃）后的強(qiáng)度高于1700MPa，等溫淬火可在180~220℃和270~290℃兩個溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。為了保證較高的屈服強(qiáng)度，以及為了最大限度地提高塑性和韌性，鋼在等溫淬火后應(yīng)在高于殘留奧氏體的分解溫度而且盡可能接近回火脆性下降的溫度回火，這樣可以保證30CrMnSiNi2A鋼有較高的斷裂韌度和低的疲勞裂紋擴(kuò)展速率。上海隆繼集團(tuán)有限公司推薦30CrMnSiNi2A鋼用于制造要求強(qiáng)度高、韌性好的大、中型塑料模具。如果模具的工作條件要求比較高，可以選用同系列的高性價比模具鋼---日本大同模具鋼PX4、PAC5000、NAK80、NAK55、PD613、NAK-PRM、NAK101或瑞典Uddeholm鋼廠的IMPAX HH、NIMAX、CALMAX、CORRAX、UNIMAX等。
30CrMnSiNi2A鋼的化學(xué)成分：
化學(xué)成分見表1。
表1 30CrMnSiNi2A鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
|
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
Cu |
P |
S |
|
0.26~0.33 |
0.90~1.20 |
1.00~1.30 |
0.90~1.20 |
1.40~1.80 |
≤0.20 |
≤0.030 |
≤0.030 |
30CrMnSiNi2A鋼的臨界點(diǎn)：
Ac1≈705℃，Ac3≈815℃，Ms≈314℃。
30CrMnSiNi2A鋼的熱加工：
鍛造工藝規(guī)范見表2。
表2 30CrMnSiNi2A鋼鍛造工藝規(guī)范
|
加熱溫度/℃ |
始鍛溫度/℃ |
終鍛溫度/℃ |
冷卻方式 |
|
1140~1180 |
1120~1180 |
≥850 |
緩冷 |
30CrMnSiNi2A鋼的預(yù)備熱處理
⑴、退火：加熱溫度650~680℃，爐冷,硬度≤255HBS.
⑵、正火：加熱溫度為900~920℃，空冷。
⑶、高溫回火：加熱溫度為650~680℃，空冷，硬度≤255HBS
30CrMnSiNi2A鋼的淬火及回火
⑴、淬火加熱溫度為880~900℃，油冷，硬度為≥50HRC。回火加熱溫度為240~330℃，空冷或油冷，硬度為≥45 HRC。
⑵、等溫淬火加熱溫度為900℃，180~220℃等溫淬火，硬度為47~48HRC?；鼗饻囟葹?50 ~300℃，空冷，硬度為≥45 HRC。
⑶、奧氏體晶粒長大傾向。淬火溫度與奧氏體晶粒度級別的關(guān)系見表3。
表3 30CrMnSiNi2A鋼淬火溫度與奧氏體晶粒度級別關(guān)系
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加熱溫度/℃ |
850 |
900 |
950 |
1000 |
1050 |
1100 |
1150 |
1200 |
|
晶粒度級別/級 |
10 |
9~10 |
8~10 |
8 |
7~8 |
6~8 |
6~7 |
6 |
30CrMnSiNi2A鋼的力學(xué)性能：
不同溫度回火后的斷裂韌度見表4。
表4 30CrMnSiNi2A鋼不同溫度回火后的斷裂韌度
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回火溫度(℃) |
200 |
260 |
280 |
300 |
320 |
340 |
360 |
400 |
|
σ0.2(MPa) |
1640 |
1670 |
1680 |
1620 |
1640 |
1610 |
1570 |
1410 |
|
KIc(MPa•m1/2) |
687 |
700 |
664 |
667 |
609 |
555 |
567 |
564 |
注：900℃油淬。
表5、表6分別為不同溫度等溫淬火、不同溫度回火后30CrMnSiNi2A鋼的力學(xué)性能。
表5 30CrMnSiNi2A鋼不同溫度等溫淬火后的力學(xué)性能
|
等溫溫度(℃) |
硬度(HRC) |
σb(MPa) |
σ0.2(MPa) |
δ5(%) |
ψ(%) |
αk(J/cm2) |
|
油淬 |
48 |
1740 |
1500 |
13 |
48.5 |
80 |
|
180 |
48 |
1660 |
1300 |
13 |
51 |
84 |
|
210 |
48 |
1640 |
1320 |
14 |
50 |
95 |
|
270 |
47.5 |
1650 |
1315 |
14 |
52 |
92 |
|
300 |
47 |
1660 |
1200 |
14 |
51 |
105 |
注：900℃等溫淬火60min。
表6 30CrMnSiNi2A鋼不同溫度回火后的力學(xué)性能
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回火溫度(℃) |
σb(MPa) |
σs(MPa) |
δ5(%) |
ψ(%) |
αk(J/cm2) |
|
150 |
1800 |
1490 |
12 |
46 |
76 |
|
200 |
1780 |
1450 |
13 |
47 |
81 |
|
250 |
1770 |
1430 |
14 |
49 |
82 |
|
300 |
1690 |
1420 |
14.5 |
50 |
78.5 |
|
350 |
1605 |
1400 |
14.5 |
50.5 |
62 |
|
400 |
1490 |
1310 |
14.5 |
51 |
57 |
|
450 |
1370 |
1200 |
14.5 |
52 |
52 |
|
500 |
1210 |
1070 |
15 |
53 |
47 |
|
550 |
1105 |
950 |
17 |
58 |
47 |
|
600 |
1005 |
860 |
20 |
63 |
70 |
注：900℃油淬，回火2h。