TAG：化學元素，力學性能

        模具鋼材質種類繁多，就拿昆山市龍拓金屬制品有限公司模具鋼事業部現在所在銷售的鋼種，就達到上千種，這些材質的最大區別就是元素含量各不相同，同時又各具特色。那么這些化學元素的對模具鋼到底起著什么樣的作用，對他們的力學性能影響有多大？要了解這些，先讓我們來認識認識各個化學元素其所能起到的作用。

        （1）碳。幾乎是每個鋼種都有含的一個元素，很多人都會這么說，碳是決定鋼力學性能的主要因素，碳含量越高，鋼材的自身硬度就越高，而塑性和韌性也會相應的降低。正常來說，當碳含量小于0.80％時，鋼的強度隨碳含量的增加而增加；當碳含量大于0.80％時，隨著鋼中碳含量的增加強度反而降低。

        （2）硅。硅對模具鋼性能的影響主要體現在屈服強度，當當硅含量繼續增加時，鋼的強度指標，特別是屈服點有明顯提高，但塑性及韌性降低。硅能顯著提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比以及疲勞強度和疲勞比等。此外，硅還能提高鋼的脆性轉變溫度，因而在低溫用鋼中應控制它的含量。其實硅能固溶于鐵素體和奧氏體中，能提高鋼的硬度和強度。在普通碳鋼中硅含量不超過0.40％，這時對力學性能影響不大。

        （3）錳。錳元素與硅元素相似的一點就是它們在一般鋼種中的含量都比較少，錳元素正常的含量在在0.70％以下，對鋼的性能影響不大，錳含量增加到1％～2％時，可使強度提高、塑性降低。錳鋼加熱時易使晶粒粗化。ZGMn13鋼經水韌處理后可得到單一的奧氏體組織，具有高韌性及耐磨性，在耐熱鋼中錳還可提高鋼的高溫強度，作用與鎳相似。錳對鋼的高溫瞬時強度雖有所提高，但對持久強度和蠕變強度沒有什么顯著的作用。

        （4）鉬。鉬對鐵素體有固溶強化的作用，同時也提高碳化物的穩定性，因此對鋼的強度產生有利的影響。在冷沖模具鋼中加入鋁能改善韌性。在熱鍛模具鋼中加入鋼能使鍛模保持比較穩定的硬度。在調質鋼中加入0.2O％～O.30％的鉬，不僅可以提高鋼的淬透性，從而提高鋼的強度和延展性，而且可以減輕或消除因其他合金元素導致的回火脆性而大大有利于提高鋼的沖擊韌性。鋁是提高鋼熱強性最有效的合金元素之一，還能強烈地提高鋼中鐵素體對蠕變的抗力。同時，我們應該注意，該元素對提高材料的耐腐蝕性能也是有幫助的。

         （5）鎢。這個元素正常來說在硬質合金中出現的多，但是其實如果講單單含鎢的結構鋼的性能與碳鋼相比無多大改善，當鎢與其他元素合用時，可細化晶粒，降低回火脆性，從而提高鋼的強度。鋁能提高鋼的紅硬性及熱強性，能形成特殊碳化物，提高鋼的耐磨性。高合金鎢鋼（如高速鋼）由于含有大量共晶碳化物，塑性低。鎢能增大鐵的自擴散活化能，顯著提高鋼的再結晶溫度，因此也能提高鋼在高溫時對蠕變的抗力。

         （6）釩。釩對鋼力學性能的影響主要取決于它在鋼中存在的形態。對于退火的低碳鋼，如含量低固溶于鐵素體時，將略增加鋼的強度，并稍降低塑性和韌性；如以聚集的碳化物存在時，因固定了一部分碳，反而降低鋼的強度。對于中碳鋼，無論在退火、正火或調質狀態，釩除提高鋼的強度外，還改善鋼的塑性和韌性。在彈簧鋼中，與鉻或錳配合使用，增加鋼的彈性極限，并改善冶金質量。少量的釩使鋼晶粒細化，韌性增加，這對低溫用鋼是很重要的一項特性。但釩含量不宜過高。因為VC在晶內的彌散析出將導致鋼韌性的降低。與此相反，在高溫時，釩雖細化晶粒，不利于鋼的蠕變性能，但由于VC經適當的熱處理后可以高度彌散地析出，均勻分布在晶粒內部的結晶面上，又不易聚集成較大的顆粒，將增加鋼的高溫持久強度和對蠕變的抗力，降低高溫蠕變速度。釩的碳化物幾乎可以說是金屬碳化物中。本文由模具鋼專業供應商—昆山市龍拓金屬制品有限公司（www.aperhaps.com）06月28日訊。

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