Y20CrNi3AlMnMo模具鋼的特性、化學成分、熱處理工藝及應用
Y20CrNi3AlMnMo鋼為時效硬化易切削塑料模具鋼，系參照美國牌號P21而研制成的。
⒈Y20CrNi3AlMnMo鋼的特性
⑴、Y20CrNi3AlMnMo鋼中加入Cr、Ni、Si、Mn元素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。另外Ni元素有助于改善鋼的韌性。
⑵、Y20CrNi3AlMnMo鋼中加入Mo元素主要是消除鋼的回火脆性，兼有細化晶粒、提高淬透性的作用；鋼中加入S元素主要是形成硫的金屬化合物，改善鋼的切削加工性能，但也帶來脫碳傾向；加入Al元素則主要是形成鋁的金屬間化合物Ni3Al，高溫時效時析出，產生時效強化作用。
⑶、因碳含量低，Y20CrNi3AlMnMo鋼可經軟化處理后，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，可滿足塑料模具作用要求。
⑷、Y20CrNi3AlMnMo鋼常經固溶+時效處理，時效處理后硬度為40HRC，可滿足塑料模具使用要求。
⑸、Y20CrNi3AlMnMo鋼淬透性高，切削加工性能良好。
⒉Y20CrNi3AlMnMo鋼主要化學成分
0.17%~0.23%C、0.20%~0.50%Si、0.50%~0.50%Mn、1.20%~1.80%Cr、3.00%~4.00%Ni、0.20%~0.40%Mo、1.00%~1.60%Al、≤0.030%P、≤0.020%S。
⒊Y20CrNi3AlMnMo鋼的熱處理工藝
Y20CrNi3AlMnMo鋼相變點為：Ac1740℃、Ac3780℃、Ms290℃。
Y20CrNi3AlMnMo鋼始鍛溫度1180℃，終鍛溫度850℃，鍛造后緩慢冷卻。
Y20CrNi3AlMnMo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
不完全退火 加熱740~760℃，保溫，爐冷至500℃以下出爐空冷  Ac1710℃，Ac3795℃。加熱溫度在Ac1與Ac3線之間，軟化組織，降低硬度
調質 淬火：加熱870~930℃，保溫，油冷 42~45HRC 加熱溫度遠高于Ac3線，冷卻后組織為馬氏體+粒狀貝氏體組織
 回火：加熱680~700℃，保溫2h，油冷 ≤30HRC 高溫回火獲得回火索氏體組織
淬火 加熱900℃，保溫，油冷 42~45HRC Ac1710℃，Ac3795℃，Ms405℃。加熱溫度高于Ac3線，Cr、Ni、Al、Mn、Mo元素溶入奧氏體中，冷卻后得到馬氏體+粒狀貝氏體組織，為時效析出做好組織準備
回火 加熱680~700℃，保溫2h，油冷 ≤30HRC 高溫回火獲得回火索氏體組織
時效處理 加熱500~520℃，保溫8h，空冷 40HRC 從索氏體基體組織中析出金屬間化合物(Ni3Al、Ni3Mo)，產生沉淀強化
氣體氮化 氮化溫度510~520℃，保溫48h，爐壓294~490Pa，氨氣流量0.4m3/h，空冷或油冷 966HV 提高表面疲勞強度、硬度、耐磨性、耐蝕性及耐熱性
⒋Y20CrNi3AlMnMo鋼的應用
Y20CrNi3AlMnMo鋼因淬透性高，適宜制造大、中型塑料模具。又因切削加工性能好，也適宜制造變形要求在5%以下，鏡面要求高或表面要求高光刻花紋工藝的精密的塑料模具。
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