模具鋼在冶金質(zhì)量方面的要求

    高的冶金質(zhì)量才能發(fā)揮鋼的基體本特性，模具鋼的內(nèi)部冶金質(zhì)量與它的基本性能有同等的重要意義，在研究性能的同時，必須研究冶金質(zhì)量影響因素。一般較常遇到模具鋼的內(nèi)外質(zhì)量問題有以下幾個方面：

    ①化學(xué)成分的均勻性

    模具鋼通常是含有多元素的合金鋼，鋼在錠模具中從液態(tài)凝固時，由于選分結(jié)晶的緣故，鋼液中各種元素在凝固的結(jié)構(gòu)中分布不均勻而形成偏析，這種化學(xué)成分的偏析將造成組織和性能的差異，它是影響鋼材質(zhì)量的重要因素之一。降低鋼的偏析度，可以有效地提高鋼的性能。近些年來，國內(nèi)外很多冶金廠都在致力研究生產(chǎn)成分均勻、組織細(xì)化的鋼材。

    ②有害元素的含量

    硫和磷在鋼凝固過程中形成磷化物和硫化物而在晶界沉淀，因而產(chǎn)生晶間脆性，使鋼的塑性降低，過高的S、P含量，會使鋼錠在軋制時易產(chǎn)生裂紋，而且會大大降低鋼的力學(xué)性能。日本的松田幸紀(jì)等研究了S、P含量對含W（Cr）5%熱作模具鋼（H13）的韌性和熱疲勞性能影響結(jié)果表明，如將W（S、P）的含量從0.025%和0.010%降到W（P）0.005%和W（S）0.001%時，其熱疲勞裂紋的長度和數(shù)量將減少一半。日立金屬公司將SKD61鋼中的W（P）含量從0.03%降到0.001%時，可使鋼45HRC時的沖擊韌度由39.2J/cm2提高到127.5J/cm2。此外，降低鋼中的S、P含量還可以有效地提高鋼的等向性。

    ③鋼中的非金屬夾雜物

    質(zhì)量良好的鋼材不僅化學(xué)成分要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且鋼中的非金屬夾雜物的含量要盡可能地少，因為非金屬夾雜物在鋼中所占的體積雖然很小，但對鋼材的性能影響卻很大。減少鋼中的非金屬夾雜物是煉鋼的主要任務(wù)之一。通常所指的鋼中的非金屬夾雜物，主要是指鐵及其他合金元素與氧、硫、氮等作用所形成的化合物，如FeO、MnO、Al2O3、SiO2、FeS、MnS、AlN、VN等，以及在煉鋼和澆注時帶入的耐火材料，后者的成分也主要是Si、Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的氧化物。鋼中的非金屬夾雜物就其來源，可以分為內(nèi)在夾雜物和外來夾雜物，仙在的夾雜物是鋼在液態(tài)及凝固過程中形成的化合物。

    鋼中的非金屬夾雜物在基本種意義上呆以看成是一定尺寸的裂紋，它破壞了金屬的連續(xù)性，引起應(yīng)力集中，在外界應(yīng)力的作用下，裂紋延伸很容易發(fā)展擴大而導(dǎo)致性能降低。塑性夾雜物的存在，隨著鍛軋過程延展變形，致使鋼材產(chǎn)生各向異性。同時夾雜物拋光過程中的剝落，提高了模具的表面粗糙度。因此，對于大型和重要的模具來說，提高鋼的純凈度是十分重要的。