12CrNi3模具鋼-12CrNi3特性、化學成分、熱處理工藝及應用
12CrNi3鋼為常用的滲碳型塑料模具鋼，其淬透性高于20CrMnTi鋼。
⒈12CrNi3鋼的特性
⑴、12CrNi3鋼中加入Cr、Ni元素，主要是提高鋼的淬透性，另外Ni元素助于改善鋼的韌性。
⑵、12CrNi3鋼中的Si、Mn元素也主要是提高鋼的淬透性，兼有固溶強化基體組織和改善基體組織的回火穩定性的作用。
⑶、12CrNi3鋼淬火加熱時，Cr、Mn、Si、Ni元素完全固溶強化基體組織，并改善基體組織的回火穩定性。
⑷、12CrNi3鋼低溫回火時，部分Cr、Mn元素從基體組織中擴散到析出的滲碳體Fe3C中，形成合金滲碳體（Cr、Mn、Fe）3C，改善其硬度。
⑸、12CrNi3鋼中加入Cr、Ni元素，可增強鋼的耐蝕性。
⑹、12CrNi3鋼在經退火后，塑性好，可采用冷擠壓成形方法制造模具。再經滲碳或碳氮共滲+淬火、低溫回火處理，模具表面呈現較高的疲勞強度、高的硬度與耐磨性，同時心部保持較高的強韌性，滿足模具使用要求。
⑺、12CrNi3也可經淬火、低溫回火處理或經淬火、高溫回火處理，能夠得到綜合力學性能。
⑻、12CrNi3鋼當處理后的硬度在260~320HBS時，其相對切削性能為60%~70%。由于鋼中含有Cr、Mn、Si、Ni元素，導致鋼的焊接性能中等，出現回火脆性，產生白點傾向。
⒉12CrNi3鋼主要化學成分
0.10%~0.17%C、0.17%~0.37%Si、0.30%~0.60%Mn、0.60%~0.90%Cr、2.75%~3.25%Ni、≤0.035%P、≤0.035%S。
⒊12CrNi3鋼的熱處理工藝
12CrNi3鋼相變點為：Ac1720℃、Ac3810℃、Ar1600℃、Ar3715℃、Ms409℃。
12CrNi3鋼始鍛溫度1180℃，終鍛溫度850℃，鍛造后緩慢冷卻。
12CrNi3鋼常見的熱處理工藝
熱處理工藝 工藝參數 硬度要求 工藝特點
去應力退火 加熱670~680℃，保溫，空冷 ≤229HBS 消除殘余應力，消除加工硬化
正火 加熱880~940℃，保溫，空冷  加熱溫度在Ac3810℃線之上，細化晶粒，消除組織缺陷，以獲得珠光體+少量鐵素體組織
淬火 加熱860℃，保溫，油冷 55~61HRC 加熱時Cr、Si、Mn、Ni元素溶入奧氏體中，提高淬透性，改善回火穩定性
回火 加熱200~600℃，保溫2h，空冷  需避開回火脆性溫度區間，以防回火脆性
氣體滲碳 加熱900~920℃，以0.15~0.2mm/h計保溫時間  加熱溫度不超過920℃，以避免晶粒長大
滲碳后淬火與回火 淬火：加熱860℃，保溫后油冷  強調表層硬度采用較高溫淬火，喲調表層韌性采用較低溫淬火
 加熱760~810℃，保溫后油冷 60~65HRC 
 回火：加熱160~180℃，保溫2h，空冷 表：58~62HRC
心：26~40HRC 消除殘余應力，獲得回火馬氏體組織
氣體碳氮共滲 共滲溫度840~860℃，出爐油冷 60~65HRC 心部保持強韌性的同時，表層獲得高的強度、硬度、耐磨性與耐蝕性
 回火溫度150~180℃，出爐空冷 表：58~62HRC
心：28~32HRC 
氣體氮碳共滲 加熱570℃，保溫6h，出爐油冷。混合氣體(C2H5OH：CCl4=100：5)110~140滴/min，NH30.3m3/h 950~1100HV 滲層：0.24mm。表層獲得高硬度、高耐磨性及高耐蝕性，心部保留原始組織
⒋12CrNi3鋼的應用
12CrNi3鋼適宜制造耐磨性高、尺寸大的塑料模具。
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