31CrV3冷作合金模具钢
31CrV3冷作合金模具钢全面介绍
1. 化学成分
31CrV3是一种高性能的冷作合金模具钢,其化学成分如下表所示:
元素 | 含量范围(质量分数,%) |
---|---|
碳(C) | 0.28 - 0.35 |
硅(Si) | 0.15 - 0.35 |
锰(Mn) | 0.30 - 0.50 |
磷(P) | ≤0.030 |
硫(S) | ≤0.030 |
铬(Cr) | 1.10 - 1.40 |
钒(V) | 0.10 - 0.20 |
这些成分赋予了31CrV3良好的耐磨性、韧性和淬透性,使其在冷作模具和高强度工具制造中表现出色。
2. 供应形式
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钢材线材:适用于制造小型模具和精密部件。
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锻件:通过锻造工艺生产的材料,具有良好的内部组织和力学性能,适合用于复杂形状或大型模具部件。
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板材:用于制造大型部件或需要平面加工的部件。
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圆钢:适用于制造各种形状复杂的模具部件和工具。
3. 热处理工艺
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淬火:
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加热至1164°C - 1279°C,然后采用油冷或空冷,以获得高硬度和强度。
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回火:
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淬火后在550°C - 650°C进行回火处理,以调整硬度和韧性,减少淬火应力。
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合理的热处理工艺不仅能优化材料的性能,还能提高其在特定应用中的可靠性。
4. 机械性能
31CrV3的机械性能如下:
性能指标 | 数值 |
---|---|
抗拉强度(Rm) | ≥447 MPa |
屈服强度(Rp0.2) | ≥216 MPa |
伸长率(A) | 41% |
断面收缩率(Z) | 23% |
布氏硬度(HBW) | 414(退火状态) |
硬度(HRC) | 55 - 60(淬火+回火状态) |
这些性能指标表明31CrV3具有良好的强度和延展性,适用于各种高温和腐蚀环境。
5. 物理性能
31CrV3的物理性能如下:
温度(°C) | 弹性模量(GPa) | 热膨胀系数(10⁻⁶/°C) | 导热系数(W/m·°C) | 比热容(J/kg·°C) | 电阻率(Ω mm²/m) | 密度(kg/dm³) |
---|---|---|---|---|---|---|
23 | - | - | - | 414 | 0.23 | - |
184 | 492 | - | 14.3 | - | - | - |
186 | - | 21 | 34.2 | - | - | 134 |
这些物理性能表明31CrV3在高温环境下具有良好的导热性和抗热疲劳性,适合用于制造高温模具。
6. 材料优势
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高淬透性:能够获得良好的淬火效果,适合制造大型模具。
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高强度和韧性:在高温环境下仍能保持较高的强度和良好的韧性。
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良好的耐磨性:铬和钒的加入提高了其耐磨性,适合制造高负荷模具。
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尺寸稳定性:热处理后尺寸变形小,适合制造高精度模具。
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良好的加工性:通过常规的金属加工技术可以进行加工,如切削、磨削和钻孔。
7. 应用领域
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模具制造:
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用于制造高质量的冷作模具和热作模具,具有良好的耐磨性和韧性。
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机械制造:
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用于制造各种机械零件,如齿轮、轴、刀具等,具有高硬度和良好的切削性能。
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汽车制造:
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用于制造汽车发动机和传动系统中的关键零部件,如连杆、曲轴等。
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航空航天:
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用于制造航空发动机的齿轮、叶片等关键零部件,具有高硬度和良好的耐高温性能。
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刀具和工具制造:
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用于制造高精度刀具和工具,如切削刀片、锯片、冲头和钻头。
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总结
31CrV3冷作合金模具钢是一种高性能的工具钢,具有高强度、高韧性和良好的耐磨性。通过合理的热处理工艺,可以进一步优化其性能,满足不同应用场景的需求。这种材料广泛应用于模具制造、汽车工业、机械加工和航空航天等领域,是制造高精度、高负荷模具和工具的理想选择。