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7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）奧氏體型無磁模具鋼

7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼屬奧氏體型無磁模具鋼，是一種高Mn-V系無磁鋼，具有非常低的磁導率，高的硬度、強度，較好的耐磨性。采用氣體軟氮化工藝，可以進一步提高鋼的表面硬度，增加耐磨性，顯著地提高使用壽命。7Mn15Cr2Al3V2WMo（7Mn15）適于制造無磁模具、無磁軸承、熱作模具及其他要求在強磁場中不產(chǎn)生磁感應的結構零件。7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的化學成分：C 0.65~0.75；Si≤0.80；Mn14.50~16.00；Cr2.00~2.50；Mo0.50~0.80； W0.50~0.80； V1.50~2.00； Al2.70~3.30；P≤0.040； S≤0.0.030。
7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的成分特點：Mn元素是擴大奧氏體相區(qū)的元素，鋼中加入大量的Mn元素，可使鋼在室溫下得到奧氏體組織。但是奧氏體組織是比較軟的，強度、硬度低，耐磨性差，但塑性與韌性好。要作為模具鋼使用，鋼中需要加入合金元素來進行強化，能過固溶強化和時效強化方式來增加鋼的強度、硬度與耐磨性，通過細化晶粒來增加鋼的韌性。鋼中加入Cr、Al元素主要是起固溶強化奧氏體作用，并改善奧氏體穩(wěn)定性。另外Al元素的氮化物及氧化物具有細化晶粒的作用，Al元素還可改善鋼的切削加工性能。加入V、W、Mo元素主要是形成碳化物，作鋼中的強化相，改善鋼的強韌性。固溶處理時，部分V、W、Mo元素隨其碳化物固溶于奧氏體中起到固溶強化作用，也改善了奧氏體的穩(wěn)定性。未固溶的V、W、Mo元素碳化物則起到細化奧氏體晶粒作用。時效處理時固溶的V、W、Mo元素以碳化物形式從奧氏體組織中析出，聚集、長大并向更為穩(wěn)定的碳化物轉(zhuǎn)化，起到時效強化作用。由于加入了Cr、Al元素，7Mn15鋼具有一定的耐蝕性。
7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的特性：7Mn15鋼是一種高強度奧氏體型無磁模具鋼，在各種狀態(tài)下都保持穩(wěn)定的奧氏體組織，具有非常低的磁導率，高的硬度、強度，較好的耐磨性。由于高錳鋼的冷作硬化現(xiàn)象，切削加工比較困難。采用高溫退火工藝，可以改變碳化物的顆粒與分布狀態(tài)，從而明顯地改善鋼的切削加工性能。采用氣體軟氮化工藝，可以進一步提高鋼的表面硬度，增加耐磨性，顯著地提高使用壽命。
7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的熱加工：7Mn15鋼的導熱性較差，鍛造時裝爐溫度不宜過高，需緩慢升溫，保溫時間要求足夠長，以保證鋼中碳化物充分固溶，鍛后硬度為33~35HRC。7Mn15鋼的鍛造工藝規(guī)范見下表：項目 加熱溫度/℃ 加溫時間/h 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻鋼錠 1150~1170 ≥8 1100~1120 ≥950 空冷鋼坯 1140~1160 ≥8 1080~1100 ≥950 空冷
7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的熱處理工藝：預備熱處理（退火）：采用高溫退火工藝，加熱溫度870~890℃，保溫3~6h，爐冷至500℃以下出爐空冷，退火后硬度為28~30HRC，組織為細晶粒奧氏體＋均勻分布的顆粒狀碳化物。固溶處理：固溶溫度為1150~1180℃，保溫時間為鹽浴爐15~20min/mm，空氣爐30min/mm，冷卻介質(zhì)為水，固溶硬度為20~22HRC，金相組織為奧氏體＋未溶一次碳化物。時效處理：下表為不同時效時間后7Mn15鋼的硬度。時效時間/h            固溶后   2   4   10   14   18   20650℃時效，硬度HRC    20    32  44   46   47   46  48.5700℃時效，硬度HRC    20   48.5  48   46  45.5   -  45.5注：固溶溫度為1180℃，水淬。時效溫度為650℃，時效時間20h，硬度為48HRC。時效溫度為700℃，時效時間2h，硬度為48.5HRC。不同狀態(tài)時鋼的硬度見下表：狀態(tài)        鍛造       退火       固溶       時效硬度/HRC   33~35      28~30      20~22      47~48不同溫度固溶和時效處理后的力學性能下表：熱處理工藝                          σb/MPa   δ（%）   ψ（%）   αk/J?cm-21180℃固溶處理                         820     61.0     61.5     230                                       720     60.0     62.5     2401150℃固溶處理，700℃，2h時效處理     1370     16.5     34.0     48                                       1370     15.5     35.5     45                                       1380     18.0     35.5     451180℃固溶處理，650℃，20h時效處理    1510      4.5      8.5      15                                       1490      4.5      9.5      137Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的氣體氮碳共滲：為了提高模具硬度、耐磨性，可以采用氣體氮碳共滲處理。滲氮溫度560~570℃，滲氮時間4~6h，滲氮層深度0.03~0.04mm，滲氮層硬度950~1100HV。
7Mn15（7Mn15Cr2Al3V2WMo）鋼的用途：7Mn15鋼適合用于制造無磁模具、無磁軸承及其他要求在強磁場中不產(chǎn)生磁感應的結構零件。此外，由于該鋼具有高的高溫硬度和強度，也可以用來制造在700~800℃下使用的熱作模具。
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