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模具钢在冶金内外质量方面的要求分析

模具钢在冶金内外质量方面的要求分析

高的冶金质量才能发挥钢的基体本特性，模具钢的内部冶金质量与它的基本性能有同等的重要意义，在研究性能的同时，必须研究冶金质量影响因素。专家认为，一般较常遇到模具钢的内外质量问题有以下几个方面：

①化学成分的均匀性

模具钢通常是含有多元素的合金钢，钢在锭模具中从液态凝固时，由于选分结晶的缘故，钢液中各种元素在凝固的结构中分布不均匀而形成偏析，这种化学成分的偏析将造成组织和性能的差异，它是影响钢材质量的重要因素之一。降低钢的偏析度，可以有效地提高钢的性能。近些年来，国内外很多冶金厂都在致力研究生产成分均匀、组织细化的钢材。

②有害元素的含量

硫和磷在钢凝固过程中形成磷化物和硫化物而在晶界沉淀，因而产生晶间脆性，使钢的塑性降低，过高的S、P含量，会使钢锭在轧制时易产生裂纹，而且会大大降低钢的力学性能。日本的松田幸纪等研究了S、P含量对含W（Cr）5%热作模具钢（H13）的韧性和热疲劳性能影响结果表明，如将W（S、P）的含量从0.025%和0.010%降到W（P）0.005%和W（S）0.001%时，其热疲劳裂纹的长度和数量将减少一半。日立金属公司将SKD61钢中的W（P）含量从0.03%降到0.001%时，可使钢45HRC时的冲击韧度由39.2J/cm2提高到127.5J/cm2。此外，降低钢中的S、P含量还可以有效地提高钢的等向性。

③钢中的非金属夹杂物

质量良好的钢材不仅化学成分要符合技术标准的规定，并且钢中的非金属夹杂物的含量要尽可能地少，因为非金属夹杂物在钢中所占的体积虽然很小，但对钢材的性能影响却很大。减少钢中的非金属夹杂物是炼钢的主要任务之一。通常所指的钢中的非金属夹杂物，主要是指铁及其他合金元素与氧、硫、氮等作用所形成的化合物，如FeO、MnO、Al2O3、SiO2、FeS、MnS、AlN、VN等，以及在炼钢和浇注时带入的耐火材料，后者的成分也主要是Si、Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的氧化物。钢中的非金属夹杂物就其来源，可以分为内在夹杂物和外来夹杂物，仙在的夹杂物是钢在液态及凝固过程中形成的化合物。

钢中的非金属夹杂物在基本种意义上呆以看成是一定尺寸的裂纹，它破坏了金属的连续性，引起应力集中，在外界应力的作用下，裂纹延伸很容易发展扩大而导致性能降低。塑性夹杂物的存在，随着锻轧过程延展变形，致使钢材产生各向异性。同时夹杂物抛光过程中的剥落，提高了模具的表面粗糙度。因此，对于大型和重要的模具来说，提高钢的纯净度是十分重要的。

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