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第1篇 模具材料 3

第1章 模具材料基础 3

1 模具材料的分类 3

2 模具材料牌号的表示方法 3

3 模具用金属材料的主要性能指标及涵义 7

4 模具钢钢材理论质量的计算方法 11

5 模具钢钢材的交货状态 12

6 模具钢的品种与规格 13

6.1 模块 13

6.2 钢棒 27

6.3 扁钢 31

6.4 钢板与钢带 34

6.5 钢丝 39

6.6 国产模具钢的品种与规格 43

7 我国新型模具钢及应用 46

第2章 冷作模具钢 49

1 冷作模具钢的牌号、品种、性能特点与用途 49

1.1 国产标准冷作模具钢的牌号、品种、性能特点与用途 49

1.2 国产非标准冷作模具钢的牌号、性能特点与用途 58

1.3 进口冷作模具钢的牌号、性能特点与用途 59

2 冷作模具钢的化学成分 63

2.1 国产标准冷作模具钢的化学成分 63

2.2 国产非标准冷作模具钢的化学成分 65

2.3 进口冷作模具钢的化学成分 66

3 冷作模具钢的物理性能与化学性能 68

3.1 低合金冷作模具钢的物理性能 68

3.2 中合金冷作模具钢的物理性能 70

3.3 高合金冷作模具钢的物理性能 70

3.4 抗磨损冷作模具钢的物理性能 71

3.5 抗冲击冷作模具钢的物理性能 72

3.6 冷作模具用碳素工具钢的物理性能 72

3.7 冷作模具用高速工具钢的物理性能 73

3.8 无磁模具钢的物理性能与化学性能 74

4 冷作模具钢的力学性能 76

4.1 低合金冷作模具钢的力学性能 76

4.2 中合金冷作模具钢的力学性能 88

4.3 高合金冷作模具钢的力学性能 90

4.4 抗磨损冷作模具钢的力学性能 94

4.5 抗冲击冷作模具钢的力学性能 98

4.6 冷作模具用碳素工具钢的力学性能 100

4.7 冷作模具用高速工具钢的力学性能 104

4.8 无磁模具钢的力学性能 107

5 冷作模具钢的热加工规范 110

5.1 低合金冷作模具钢的热加工规范 110

5.2 中合金冷作模具钢的热加工规范 111

5.3 高合金冷作模具钢的热加工规范 112

5.4 抗磨损冷作模具钢的热加工规范 112

5.5 抗冲击冷作模具钢的热加工规范 113

5.6 冷作模具用碳素工具钢的热加工规范 113

5.7 冷作模具用高速工具钢的热加工规范 114

5.8 无磁模具钢的热加工规范 114

6 冷作模具钢的选用 115

6.1 概述 115

6.2 冷作模具材料的性能比较 117

6.3 常用冷作模具材料的选用 118

第3章 热作模具钢 129

1 热作模具钢的牌号、品种、性能特点与用途 129

1.1 国产标准热作模具钢的牌号、品种、性能特点与用途 129

1.2 国产非标准热作模具钢的牌号、性能特点与用途 132

1.3 进口热作模具钢的牌号、性能特点与用途 135

2 热作模具钢的化学成分 139

2.1 国产标准热作模具钢的化学成分 139

2.2 国产非标准热作模具钢的化学成分 140

2.3 进口热作模具钢的化学成分 141

3 热作模具钢的物理性能 143

3.1 低合金热作模具钢的物理性能 143

3.2 中合金热作模具钢的物理性能 143

3.3 高合金热作模具钢的物理性能 145

4 热作模具钢的力学性能 146

4.1 低合金热作模具钢的力学性能 146

4.2 中合金热作模具钢的力学性能 150

4.3 高合金热作模具钢的力学性能 156

5 热作模具钢的热加工规范 163

5.1 低合金热作模具钢的热加工规范 163

5.2 中合金热作模具钢的热加工规范 164

5.3 高合金热作模具钢的热加工规范 164

6 热作模具钢的选用 165

6.1 概述 165

6.2 常用热作模具材料的性能比较 166

6.3 常用热作模具材料的选用 170

第4章 塑料模具钢 186

1 塑料模具钢的牌号、品种、性能特点与用途 186

1.1 国产标准塑料模具钢的牌号、品种、性能特点与用途 186

1.2 国产非标准塑料模具钢的牌号、性能特点与用途 192

1.3 进口塑料模具钢的牌号、性能特点与用途 194

2 塑料模具钢的化学成分 198

2.1 国产标准塑料模具钢的化学成分 198

2.2 国产非标准塑料模具钢的化学成分 200

2.3 进口塑料模具钢的化学成分 201

3 塑料模具钢的物理性能 203

3.1 非合金塑料模具钢的物理性能 203

3.2 预硬化型塑料模具钢的物理性能 204

3.3 渗碳型塑料模具钢的物理性能 206

3.4 时效硬化型塑料模具钢的物理性能 206

3.5 耐腐蚀型塑料模具钢的物理性能 207

3.6 淬硬型塑料模具钢的物理性能 210

4 塑料模具钢的力学性能 210

4.1 非合金塑料模具钢的力学性能 210

4.2 预硬化型塑料模具钢的力学性能 214

4.3 渗碳型塑料模具钢的力学性能 223

4.4 时效硬化型塑料模具钢的力学性能 236

4.5 耐腐蚀型塑料模具钢的力学性能 238

4.6 淬硬型塑料模具钢的力学性能 251

5 塑料模具钢的加工性能 251

5.1 非合金塑料模具钢的加工性能 251

5.2 预硬化型塑料模具钢的加工性能 251

5.3 渗碳型塑料模具钢的加工性能 253

5.4 时效硬化型塑料模具钢的加工性能 253

5.5 耐腐蚀型塑料模具钢的加工性能 253

5.6 淬硬型塑料模具钢的加工性能 254

5.7 非调质塑料模具钢的加工性能 255

6 塑料模具钢的选用 256

6.1 概述 256

6.2 塑料模具材料的选择原则 257

6.3 常用塑料模具材料的选用 258

第5章 特殊模具钢 264

1 无磁模具钢 264

1.1 热处理工艺 264

1.2 热处理工艺对性能的影响 265

2 铸造模具钢 266

3 粉末冶金模具钢 268

第6章 其他模具材料 273

1 铸铁 273

2 硬质合金和钢结硬质合金 276

2.1 硬质合金 276

2.2 钢结硬质合金 280

3 有色金属及其合金 285

3.1 低熔点合金 286

3.2 锌基合金 289

3.3 铜合金 292

参考文献 294

第2篇 模具材料热处理 299

第1章 概述 299

1 模具钢热处理 299

1.1 退火 299

1.2 正火 301

1.3 淬火和回火 302

2 模具零件的表面强化处理 306

第2章 冷作模具钢的热处理 307

1 概述 307

1.1 冷作模具钢合金化特点 307

1.2 冷作模具钢的热处理特点 308

2 低合金冷作模具钢的热处理 308

2.1 热处理要点 308

2.2 典型钢的热处理 309

3 中合金冷作模具钢的热处理 319

3.1 Cr4W2MoV钢 319

3.2 Cr5Mo1V钢 321

4 高合金冷作模具钢的热处理 322

4.1 热处理要点 322

4.2 典型钢的热处理 326

5 抗磨损冷作模具钢的热处理 331

5.1 热处理要点 331

5.2 典型钢的热处理 331

6 抗冲击冷作模具钢的热处理 336

6.1 4CrW2Si钢 336

6.2 5CrW2Si钢 336

6.3 6CrW2Si钢 338

7 冷作模具用非合金工具钢的热处理 339

7.1 热处理要点 339

7.2 典型钢的热处理 340

8 冷作模具用高速钢的热处理 351

8.1 热处理要点 351

8.2 典型钢的热处理 352

9 无磁模具用钢的热处理 359

9.1 7Mn15Cr2AL3V2WMo钢 359

9.2 1Cr18Ni9Ti钢 360

第3章 热作模具钢的热处理 361

1 概述 361

2 低合金热作模具钢的热处理 361

2.1 热处理要点 361

2.2 典型钢的热处理 361

3 中合金热作模具钢的热处理 368

3.1 热处理要点 368

3.2 典型钢的热处理 369

4 高合金热作模具钢的热处理 375

4.1 热处理要点 375

4.2 典型钢的热处理 375

第4章 塑料模具钢的热处理 384

1 非合金塑料模具钢的热处理 384

1.1 热处理要点 384

1.2 典型钢的热处理 384

2 预硬化型塑料模具钢的热处理 387

2.1 热处理要点 387

2.2 典型钢的热处理 388

3 渗碳型塑料模具钢的热处理 398

3.1 热处理要点 398

3.2 典型钢的热处理 398

4 时效硬化型塑料模具钢的热处理 403

4.1 热处理要点 403

4.2 典型钢的热处理 404

5 耐腐蚀型塑料模具钢的热处理 406

5.1 热处理要点 406

6 淬硬化型塑料模具钢的热处理 412

第5章 模具钢的渗氮及氮碳共渗 413

1 模具钢的渗氮 413

1.1 渗氮工艺 413

1.2 气体渗氮 415

1.3 液体渗氮 417

1.4 渗氮新工艺 417

2 氮碳共渗 420

2.1 气体氮碳共渗 421

2.2 液体氮碳共渗 424

3 渗层形成机理 424

3.1 Fe-N状态图 424

3.2 渗氮层的形成机理 426

3.3 氮碳共渗的渗层组织 429

4 渗氮和氮碳共渗的渗层组织性能的检测 431

4.1 渗层深度的显示和测量 431

4.2 渗氮和氮碳共渗金相组织检查 431

4.3 渗层脆性的检查 431

5 渗氮和氮碳共渗的缺陷及其预防措施 432

第6章 模具钢渗碳和碳氮共渗 435

1 模具表面强化处理概述 435

2 模具钢渗碳 437

2.1 模具钢渗碳的目的 437

2.2 渗碳工艺的主要特点 438

2.3 渗碳的主要技术要求 438

2.4 渗碳钢的原始含碳量对渗层的影响 439

2.5 渗碳钢中的合金元素对渗层形成的影响 439

2.6 合金元素对渗碳钢工艺性能的影响 440

2.7 渗碳的主要工艺参数 440

2.8 渗碳工艺 441

3 模具钢的碳氮共渗 447

4 模具钢渗碳和碳氮共渗层组织与性能 451

4.1 低碳高合金钢渗层 451

4.2 高碳低合金钢渗层 452

4.3 中高碳高合金钢渗层 453

4.4 含硅高合金钢渗层 455

5 模具钢渗碳后的热处理 455

6 模具钢渗碳热处理的缺陷 457

第7章 模具钢渗硼 460

1 渗硼工艺 460

1.1 固体粉末渗硼法 461

1.2 电解渗硼 463

1.3 盐浴渗硼法 464

1.4 气体渗硼 465

2 渗硼层形成机理 465

2.1 渗硼组织形成机理 465

2.2 硼扩散层 469

2.3 合金元素的作用 470

2.4 硼针的择优取向 471

3 渗硼层的检查 472

3.1 组织显示 472

3.2 渗硼层形态 472

3.3 硼化物层深度测量 473

3.4 硼化物硬度测量 474

3.5 硼化物层脆性及测量方法 474

4 渗硼组织 475

4.1 渗硼前后热处理 475

4.2 渗层组织 475

5 渗硼层缺陷 477

第8章 模具钢渗铬 479

1 渗铬工艺 479

1.1 概述 479

1.2 固体渗铬 480

1.3 气体渗铬 482

1.4 液体渗铬 482

2 渗铬层的形成机理 483

3 渗铬层的组织 486

3.1 T10钢的渗铬层组织和性能 486

3.2 Cr12MoV钢的渗铬层组织 488

4 渗铬层性能 488

5 稀土-铬共渗和碳铬共渗工艺 490

5.1 稀土-铬共渗 490

5.2 碳铬共渗 492

6 渗铬层缺陷 493

第9章 其他表面强化方法 498

1 碳化钛涂层 498

1.1 碳化钛气相涂层 498

1.2 碳化钛液体涂层 500

1.3 碳化钛固体涂层 500

2 其他强化方法 501

2.1 激光强化技术 501

2.2 电镀、刷镀与电铸 501

2.3 热喷涂 502

2.4 喷丸强化 503

2.5 电火花强化 503

2.6 离子注入强化技术 503

参考文献 506

第3篇 世界各国模具钢标准钢号及近似对照第1章 世界各国标准非合金工具钢 511

1 中国标准非合金工具钢 511

1.1 非合金工具钢的性能特点及用途 511

1.2 非合金工具钢化学成分与力学性能（GB/T 1298—1986） 512

2 国际标准非合金工具钢 512

2.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（ISO4957—1999） 512

2.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（ISO4957—1999） 513

3 欧共体标准非合金工具钢 513

3.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（EN96—1979） 513

3.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（EN96—1979） 514

4 德国标准非合金工具钢 514

4.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（DIN173500—1980） 514

4.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（DIN17350—1980） 514

5 英国标准非合金工具钢 515

5.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（BS4659—1989） 515

5.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（BS4659—1989） 515

6 法国标准非合金工具钢 516

6.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（NFA35—590—1992） 516

6.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（NFA35—590—1992） 516

7 日本标准非合金工具钢 517

7.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（JISG4401—2000） 517

7.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（JISG4401—2000） 518

8 美国标准非合金工具钢 518

8.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（ASTMA686—1999） 518

8.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（ASTMA686—1999） 519

9 俄罗斯标准非合金工具钢 519

9.1 非合金工具钢的钢号与化学成分（гост1435—1990） 519

9.2 非合金工具钢的力学性能与热处理（гост1435—1990） 521

10 世界各国标准非合金工具钢钢号近似对照 521

第2章 世界各国标准合金工具钢 523

1 中国标准合金工具钢 523

1.1 合金工具钢的性能特点与用途 523

1.2 合金工具钢的化学成分与力学性能（GB/T1299—2000） 526

2 国际标准合金工具钢 529

2.1 合金工具钢的钢号与化学成分（ISO4957—1999） 529

2.2 合金工具钢的力学性能与热处理（ISO4957—1999） 530

3 欧共体标准合金工具钢 531

3.1 合金工具钢的钢号与化学成分（EN96—1979） 531

3.2 合金工具钢的力学性能与热处理（EN96—1979） 533

4 德国标准合金工具钢 534

4.1 合金工具钢的钢号与化学成分（DIN17350—1980） 534

4.2 合金工具钢的力学性能与热处理（DIN17350—1980） 542

5 英国标准合金工具钢 546

5.1 合金工具钢的钢号与化学成分（BS4659—1989） 546

5.2 合金工具钢的力学性能与热处理（BS4659—1989） 548

6 法国标准合金工具钢 549

6.1 合金工具钢的钢号与化学成分（NFA35—590—1992） 549

6.2 合金工具钢的力学性能与热处理（NFA35—590—1992） 552

7 日本标准合金工具钢 555

7.1 合金工具钢的钢号与化学成分（JISG4404—2000） 555

7.2 合金工具钢的力学性能与热处理（JISG4404—2000） 557

8 美国标准合金工具钢 558

8.1 合金工具钢的钢号与化学成分（ASTMA681—1999） 558

8.2 合金工具钢的力学性能与热处理（ASTMA681—1999） 560

9 俄罗斯标准合金工具钢 562

9.1 合金工具钢的钢号与化学成分（ΓОСТ5950—1990） 562

9.2 合金工具钢的力学性能与热处理（ΓОСТ5950—1990） 565

10 世界各国标准合金工具钢钢号近似对照 568

第3章 世界各国标准高速工具钢 569

1 中国标准高速工具钢 569

1.1 高速工具钢的性能特点与用途 569

1.2 高速工具钢的化学成分与力学性能（GB/T 9943—1988） 571

2 国际标准高速工具钢 573

2.1 国际标准高速工具钢的钢号与化学成分（ISO4957—1999） 573

2.2 国际标准高速工具钢的力学性能与热处理（ISO4957—1999） 574

3 欧共体标准高速工具钢 575

3.1 高速工具钢的钢号与化学成分（EN96—1979） 575

3.2 高速工具钢的力学性能与热处理（EN96—1979） 575

4 德国标准高速工具钢 576

4.1 高速工具钢的钢号与化学成分（DIN） 576

4.2 高速工具钢的力学性能与热处理（DIN） 577

5 英国标准高速工具钢 578

5.1 高速工具钢的钢号与化学成分（BS4659—1989） 578

5.2 高速工具钢的力学性能与热处理（BS4659—1989） 579

6 法国标准高速工具钢 580

6.1 高速工具钢的钢号与化学成分（NFA35—590—1992） 580

6.2 高速工具钢的力学性能与热处理（NFA35—590—1992） 581

7 日本标准高速工具钢 582

7.1 高速工具钢的钢号与化学成分（JISG4403—2000） 582

7.2 高速工具钢的力学性能与热处理（JISG4403—2000） 583

8 美国标准高速工具钢 584

8.1 高速工具钢的钢号与化学成分（ASTMA600—1999） 584

8.2 高速工具钢的力学性能与热处理（ASTMA600—1999） 586

9 俄罗斯标准高速工具钢 587

9.1 高速工具钢的钢号与化学成分（ΓОСТ19265） 587

9.2 高速工具钢的力学性能与热处理（ΓОСТ19265） 588

10 世界各国标准高速工具钢钢号近似对照 588

第4章 世界各国标准硬质合金 590

1 中国标准硬质合金 590

1.1 常用标准硬质合金性能特点与用途 590

1.2 硬质合金的化学成分与物理力学性能 593

1.3 硬质合金的选用 597

2 国际标准硬质合金 600

3 德国标准硬质合金 601

4 英国标准硬质合金 602

5 法国标准硬质合金 603

6 日本标准硬质合金（JISB4053—1998、JISM3916—1983） 604

7 美国标准硬质合金 605

8 俄罗斯标准硬质合金（ΓОСТ3882—1985） 608

9 世界各国标准硬质合金钢号近似对照 608

参考文献 611

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