5NiSCa屬易切削高韌性塑料模具鋼,在預硬態(35~45HRC)韌性和切削加工性良好;鏡面拋光性能好,表面粗糙度Ra可達0.2~0.1μm,使用過程中表面粗糙度保持能力強;花紋蝕刻性能好,清晰、逼真;淬透性好,可作型腔復雜、質量要求高的塑料模。該鋼在高硬度下(> 50HRC),熱處理變形小,韌性好,并具有較好的阻止裂紋擴展的能力。
1)化學成分及臨界相變點。5NiSCa鋼采用中碳加鎳,其主要化學成分見表1。
表1 5NiSCa鋼的化學成分(質量分數,%)
C |
Cr |
Ni |
Mn |
Mo |
V |
S |
Ca |
0.57 |
0.89 |
1.03 |
1.19 |
0.52 |
0.26 |
0.028 |
0.0036 |
臨界相變點:695~ 735℃,冷卻時臨界相變點:378~ 305℃,Ms220℃。
2)工藝性能。①鍛造:加熱溫度1100℃,始鍛溫度1070~1100℃,終鍛溫度850℃,鍛后砂冷;②球化退火:加熱溫度770℃,保溫3h,等溫溫度660℃,保溫7h,爐冷到550℃出爐空冷。退火硬度≤241HBW,加工性能良好;③淬火:淬火溫度880~ 900℃,小件取下限,大件取上限,油冷或260℃硝鹽分級淬火。
3)力學性能。5NiSCa鋼經880℃和900℃淬火及回火后的力學性能,見表2。
表2 5NiSCa鋼不同溫度淬火及回火后的力學性能
淬火溫度/℃ |
回火溫度/℃ |
σ0.2/MPa |
σb/MPa |
σbc/MPa |
δ(%) |
ψ(%) |
αk/(J/cm²) |
HRC |
880 |
575 |
1240.7 |
1274.0 |
1271.1 |
8.8 |
42.1 |
46.1 |
45.5 |
625 |
1240.7 |
1274.0 |
1271.1 |
8.8 |
42,1 |
46.1 |
39 |
|
650 |
1008.4 |
1045.7 |
1011.4 |
9.0 |
45.3 |
56.8 |
36 |
|
900 |
575 |
1364.2 |
1430.8 |
1442.6 |
7.9 |
39.6 |
42.1 |
47 |
625 |
1252.4 |
1291.6 |
1355.3 |
8.3 |
41.7 |
49 |
41.5 |
|
650 |
1061.3 |
1084.9 |
1110.3 |
10.5 |
47.0 |
66.6 |
37 |
4)實際應用。5NiSCa鋼可用作型腔復雜、質量要求高的注射模、壓縮模、橡皮模,印制電路板沖孔模等。