合金元素在模具钢材中的应用

众所周知，占钢总产量

80％左右的碳素钢，是基本的工业用钢。它种类齐全，生产简

单，价格低廉，通过不同的热处理后，可获得不同的力学性能，因此得到了极广泛的应用。
但碳素钢的强度及淬透性低、热硬性差，耐磨、耐蚀和耐热等性能也都比较低。况且，工业的
发展特别是国防、交通运输、石油和化工等工业的发展，对材料提出了更高的要求，因而使
用领域受到限制。为了改善碳素钢的力学性能、工艺性能或某些特殊的物理、化学性能，在冶
炼时，有选择地向钢液中加入一些合金元素，如锰、硅、铬、镍、铝、钨、钒、钛、铌、锆、稀土元
素等，这类钢就统称为合金钢。模具钢材是合金钢中的一种。

㈠

.碳素钢用途的局限性

⑴ 淬透性低

       一般情况下，碳钢淬火要求水冷，它水淬的最大淬透直径为 15～20mm，因此在制造大
尺寸和形状复杂的零件时，不能保证性能的均匀性和几何形状不变。

⑵ 强度和屈强比较低

          强度低使工程结构和设备笨重。 A3 钢的 σs

≥240MPa，而低合金结构钢 16Mn 的

σs

≥360MPa。屈强比低说明强度的有效利用率低。 40 碳钢的 σs／σb 为 0.43，而合金钢

35CrNi3Mo 的 σs／σb 可达 0.74。

⑶ 回火稳定性差

       由于回火稳定性差，碳钢在进行调质处理时，为了保证较高强度而回火温度应低些时 ,
韧性又偏低；为了保证较好韧性而回火温度应高些时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性
能很难提高上去。

⑷ 不能满足某些特殊性能的要求

       碳钢在抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐低温、耐磨以及特殊电磁性能等方面往往较差，不能满
足特殊使用要求。为了解决上述问题，在碳钢中特意加入合金元素，以弥补以上不足之处。

㈡

.合金元素在模具钢材中的作用

       合金元素在模具钢材中的作用非常复杂，到目前为止对它的认识还很不全面。