TAG：化学元素，力学性能

        模具钢材质种类繁多，就拿昆山市龙拓金属制品有限公司模具钢事业部现在所在销售的钢种，就达到上千种，这些材质的最大区别就是元素含量各不相同，同时又各具特色。那么这些化学元素的对模具钢到底起着什么样的作用，对他们的力学性能影响有多大？要了解这些，先让我们来认识认识各个化学元素其所能起到的作用。

        （1）碳。几乎是每个钢种都有含的一个元素，很多人都会这么说，碳是决定钢力学性能的主要因素，碳含量越高，钢材的自身硬度就越高，而塑性和韧性也会相应的降低。正常来说，当碳含量小于0.80％时，钢的强度随碳含量的增加而增加；当碳含量大于0.80％时，随着钢中碳含量的增加强度反而降低。

        （2）硅。硅对模具钢性能的影响主要体现在屈服强度，当当硅含量继续增加时，钢的强度指标，特别是屈服点有明显提高，但塑性及韧性降低。硅能显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比以及疲劳强度和疲劳比等。此外，硅还能提高钢的脆性转变温度，因而在低温用钢中应控制它的含量。其实硅能固溶于铁素体和奥氏体中，能提高钢的硬度和强度。在普通碳钢中硅含量不超过0.40％，这时对力学性能影响不大。

        （3）锰。锰元素与硅元素相似的一点就是它们在一般钢种中的含量都比较少，锰元素正常的含量在在0.70％以下，对钢的性能影响不大，锰含量增加到1％～2％时，可使强度提高、塑性降低。锰钢加热时易使晶粒粗化。ZGMn13钢经水韧处理后可得到单一的奥氏体组织，具有高韧性及耐磨性，在耐热钢中锰还可提高钢的高温强度，作用与镍相似。锰对钢的高温瞬时强度虽有所提高，但对持久强度和蠕变强度没有什么显著的作用。

        （4）钼。钼对铁素体有固溶强化的作用，同时也提高碳化物的稳定性，因此对钢的强度产生有利的影响。在冷冲模具钢中加入铝能改善韧性。在热锻模具钢中加入钢能使锻模保持比较稳定的硬度。在调质钢中加入0.2O％～O.30％的钼，不仅可以提高钢的淬透性，从而提高钢的强度和延展性，而且可以减轻或消除因其他合金元素导致的回火脆性而大大有利于提高钢的冲击韧性。铝是提高钢热强性最有效的合金元素之一，还能强烈地提高钢中铁素体对蠕变的抗力。同时，我们应该注意，该元素对提高材料的耐腐蚀性能也是有帮助的。

         （5）钨。这个元素正常来说在硬质合金中出现的多，但是其实如果讲单单含钨的结构钢的性能与碳钢相比无多大改善，当钨与其他元素合用时，可细化晶粒，降低回火脆性，从而提高钢的强度。铝能提高钢的红硬性及热强性，能形成特殊碳化物，提高钢的耐磨性。高合金钨钢（如高速钢）由于含有大量共晶碳化物，塑性低。钨能增大铁的自扩散活化能，显著提高钢的再结晶温度，因此也能提高钢在高温时对蠕变的抗力。

         （6）钒。钒对钢力学性能的影响主要取决于它在钢中存在的形态。对于退火的低碳钢，如含量低固溶于铁素体时，将略增加钢的强度，并稍降低塑性和韧性；如以聚集的碳化物存在时，因固定了一部分碳，反而降低钢的强度。对于中碳钢，无论在退火、正火或调质状态，钒除提高钢的强度外，还改善钢的塑性和韧性。在弹簧钢中，与铬或锰配合使用，增加钢的弹性极限，并改善冶金质量。少量的钒使钢晶粒细化，韧性增加，这对低温用钢是很重要的一项特性。但钒含量不宜过高。因为VC在晶内的弥散析出将导致钢韧性的降低。与此相反，在高温时，钒虽细化晶粒，不利于钢的蠕变性能，但由于VC经适当的热处理后可以高度弥散地析出，均匀分布在晶粒内部的结晶面上，又不易聚集成较大的颗粒，将增加钢的高温持久强度和对蠕变的抗力，降低高温蠕变速度。钒的碳化物几乎可以说是金属碳化物中。本文由模具钢专业供应商—昆山市龙拓金属制品有限公司（www.ksltjs.com）06月28日讯。

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