工具钢中低合金钢号的分析

Sicr钢含碳0.85%~95%，硅1.20%~0.60%，铬0.95%~1.25%。属于过共析钢。

9SICR是一种用于切削工具的低合金钢，但通常用于制造冷作模具。这个钢种最早是从苏联9XC引进的，以前叫9CRSI钢。其成分和性能与9XC（R Oct）完全相同，在国内使用已久。国外同类钢种只有德国的90CRSI5（Din）、瑞典的2092（SS）、SR1855（Uhb、博福斯和DF-1（Assab）。在其他国家没有发现类似的钢种，

由于砗和饹的共同作用，9SICR钢具有较高的淬透性，油淬临界直径在25~43MM之间。50~60MM的刀具可在硝酸盐中淬硬，70~80MM的刀具可在介质中淬硬。

由于Si是钢中的非碳化物形成元素，这种钢的碳化物相对较小、均匀且细小，适合于制造切削工具和冷作模具，例如丝锥、模具、滚丝模具等。使用时也不容易塌陷。

由于硅的作用，钢具有脱碳敏感性

由于Si和CR提高了钢的临界点，9SICR钢的正常淬火温度为850~870℃，高于GCR15钢和Crwmn钢，淬火后硬度可达HRC63~65。

由于Si和CR的作用，提高了钢的回火稳定性，200℃回火后硬度仍能保持在HRC62。

9SICR钢淬透性好，适合等温淬火。如9SICR钢制成的螺栓十字槽模具，经900℃加热，260~280℃等温30MIN，可获得硬度为HRC57~59的下贝氏体组织（马氏体残余奥氏体和残余细小碳化物），使模具寿命比常规模具提高3倍。

此外，9SICR钢中碳化物的带状偏析和液态偏析比GCR15和Crwmn钢中的轻。

合金工具钢

Crwmn钢含碳0.9%~1.05%，铬0.90%~0.20%，钨1.20%~1.60%，锰0.80%~1.10%。属于过共析钢，过共析钢度大于9SICR这种钢是从Xbr（R Oct）和苏联的YB-1959引进的，应用历史悠久，在我国应用广泛。

国外同类型钢种有日本SKS31（1S）、韩国Sts S31（Ks）、德国105WCR6（Din）、法国105WCR5（Nf，美国O1（Aisi）是介于9CRWMN和Crwmn之间的钢，01钢中主要合金元素CR和W的含量低于Crwmn，但含有0.20%的V，所以性能不如Crwmn。

Crwmn钢的淬透性优于GCR15和9SICR，直径≤ 40~50 MM的工模黒可在硝酸盐中淬硬，由于碳化钨相对稳定，在淬火和加热过程中不易溶解，阴碍晶粒长大。所以奥氏体晶粒细小。由于锰的存在，淬火后残余奥氏体较多，所以淬火畸变较小，习惯上称为微变形钢。钨和铭是强碳化物形成元素，锰是弱碳化物形成元素，钢含碳星高，所以钢中碳化物较多，淬火回火后，昴微组织中也有较多的残余碳化物，硬度高，耐磨性好。但其碳《物不均匀性也较严重，大直径钢中心区难以避免二次网状碳化物、碳化物带状偏析和液相析出。碳化物的带状偏析和液态偏析比GCR15钢和9SICR钢更严重，往往是工模具脆断、崩边和剥落的主要原因。

由于Crwmn钢易形成二次碳化物网络，球化退火前应增加较高温度（960~980℃）的正火工艺，正火冷却速度要快，防止二次碳化物再析出。

Crwmn钢的正常淬火加热温度为830~840℃，可采用油淬、热油淬、硝酸盐分级或硝酸盐等温淬火。

Crwmn钢回火稳定性较高，在260℃以下回火，硬度仍可大于HRC60，在250~300℃回火时，发生第一种回火脆性，

Ciwmn钢具有良好的淬透性，是适合等温淬火的低合金工具钢之一。因为等温淬火可以获得更多的下贝氏体组织和更多的残余奥氏体，所以淬火畸变很小。根据文献，当Crwmn钢中下贝氏体的体积分数为50%左右时，力学性能最佳。Cwmn钢的Ms点在250℃左右，等温温度可在260℃~300℃之间（一般为280℃），等温时间不超过1H。常规淬火、回火和等温淬火试样的力学性能对比见表2-18。从表中可以看出，下贝氏体含量为50%的等温淬火工艺的强韧性优于常规淬火和回火工艺。