《合金模具鋼》標準淺析---合金模具鋼的技術條件
⒈冶煉方法
為了適應模具材料日益向多品種、精細化、制品化的方向迅速發展，本標準規定鋼應采用真空脫氣處理或電渣重熔的冶煉方法。
采用真空脫氣的冶煉工藝，可降低鋼中有害元素、降低鋼中的氧含量、氫含量、夾雜物含量；采用電渣重熔的冶煉工藝能夠有效地改善鋼的低倍組織和致密度、等向性和均勻性，進一步提高鋼的純凈度。
GB/T 1299、JIS G4404、ASTM A681規定鋼應采用電爐冶煉，BS EN ISO 4957是雙方協議，本標準在冶煉工藝要求方面是最嚴的。
⒉交貨狀態
本標準允許以退火、預硬化狀態交貨；GB/T 1299一般是以退火狀態交貨，對塑料模具鋼和無磁模具鋼是根據需方要求可以按預硬化狀態交貨；ASTM A681以退火，淬火和回火狀態交貨；JIS G4404和
BS EN ISO4957標準都以退火狀態交貨。
⒊硬度
本標準檢驗鋼材的退火硬度和預硬化硬度及冷作模具鋼的試樣淬火硬度；GB/T1299主要檢驗退火硬度和試樣淬火硬度；ASTM A681標準檢驗退火硬度、冷拉后的硬度及試樣淬火硬度；JIS G 4404和BS EN ISO 4967標準均檢驗退火硬度、試樣的淬火硬度。
本標準和GB/T 1299標準均不考核熱作模具鋼的試樣淬回火硬度，這是因為國內各鋼廠都能保證熱作模具鋼淬火硬度的使用要求，這是國標與ASTM A681、JIS G4404、BS EN ISO 4957標準的一個區別。
⒋低倍組織
本標準規定直徑、邊長、厚度不大于155mm的鋼材應檢驗低倍組織并按冶煉方法規定不同的低倍檢驗要求，低倍組織中“不得有”缺陷按照GB/T1979標準評定（GB/T 1299標準在評定“不得有”缺陷時未明確檢驗標準）。
真空脫氣鋼的中心疏松和錠型偏析按GB/T 1299的的第三級別圖評定，其組距劃分、考核指標同GB/T 1299和ASTM A681標準。
電渣重熔的低倍組織按GB/T ××××標準檢驗（這是目前正按ASTM A604制定的電渣重熔的低倍標準），解決長期來電渣鋼的低倍組織按GB/T1299評級，會出現所檢驗的試樣與所對比的圖譜“對不上號”的問題。
JISG4404作為特殊要求項目需供需雙方協商，BS EN ISO 4957不檢驗低倍組織。
本標準的低倍組織要求嚴于GB/T 1299、ASTM A681、JIS G4404，BS EN ISO 4957的標準。
⒌非金屬夾雜物
鋼中非金屬夾雜物是模具鋼內部產生裂紋的起源。采用真空脫氣或電渣重熔冶煉工藝可有效降低鋼中H、O含量，是減少模具鋼中非金屬夾雜物的有效措施，本標準分3個組別考核非金屬夾雜物，第1組適用于真空脫氣鋼，第2組適用于電渣重熔鋼，第3組適用于4Cr5MoSiV1A鋼，其中電渣重熔鋼和4Cr5MoSiV1A鋼的非金屬夾雜物為必檢項目。
4Cr5MoSiV1A鋼的非金屬夾雜物考核指標是參照NADCA 207-90的制定的，但同其區別有二點：第一本標準的D類的粗系指標比其加嚴半級，即為1.5級；第二是檢驗方法的區別，NADCA207-90采用ASTM E45標準檢驗，本標準是采用GB/T 10561-2005標準檢驗（GB/T10561-2005等同采用ISO4967：1999標準），由于檢驗標準的差異，盡管在考核指標上基本接近，但實際結果是有一定的區別。
真空脫氣鋼是根據需方要求，由供需雙方協商確定是否要檢驗該項目，以體現標準的靈活性。
考慮到GB/T10561-2005的應用不夠廣泛，國內的產品標準方面對DS的數據積累不多，本標準規定DS的考核指標為雙方協議。
本標準按軋制工藝分為軋材、鍛材，按形狀分為圓鋼、方鋼、扁鋼，在規格、形狀上差異較大，由于鋼材的尺寸和形狀會影響夾雜物的尺寸和形狀，為了對鋼中非金屬夾雜物的評定取得可比的結果，本標準規定“非金屬夾雜物應在直徑或邊長為100mm～120mm熔檢坯（材）上進行檢驗”，考慮到各鋼廠和用戶之間的特殊需求，本標準規定“經供需雙方協議并在合同中注明，也可另行規定”。
GB/T 1299作為特殊要求，BS EN ISO 4957不檢驗非金屬夾雜物、ASTM A681和JIS G4404是作為特殊要求項目，需供需雙方協商的。
本標準的非金屬夾雜物要求嚴于GB/T 1299、ASTM A681、JIS G4404、BS EN ISO 4957的標準。
⒍脫碳層
⑴黑皮鋼材
本標準同國標一樣采用線性公式規定了直徑、邊長不大于150mm鋼材的脫碳層深度，ASTM A681、JIS G4404是按鋼材截面尺寸分組距考核脫碳層，本標準的脫碳層指標嚴于國標，與ASTM A681、JIS G4404標準相比，大多數規格是本標準嚴于ASTM A681、JIS G4404標準，BS EN ISO4957標準不檢驗脫碳層，但其在表面質量中規定“對熱軋、鍛制、冷拉或粗機加工的產品訂貨時應留有足夠的加工余量，以便用機加工或研磨的方法從全部表面清除表面脫碳和缺陷”，這說明BS EN ISO4957標準對鋼材的表面脫碳控制是有要求的。
本標準對脫碳層采用線形公式考核較為科學合理，指標嚴于國標，與ASTM A681、JIS G4404標準相比松、嚴相互交錯。
⑵機加工光亮鋼材
本標準、ASTM A681、BS EN ISO4957均規定機加工交貨的鋼材表面不得有脫碳，GB/T 1299、JIS G4404未規定。
⒎共晶碳化物不均勻度
Cr12型萊氏體鋼的碳化物不均勻度的嚴重程度會給鋼的性能帶來以下有害影響，1）網狀共晶碳化物的存在使鋼的強度和韌性明顯降低，即使是破碎型的網狀碳化物的存在也會使鋼的極限強度降低很多。2）帶狀共晶碳化物的存在使鋼的力學性能和物理性能在縱向和橫向上出現明顯的各向異性。3）共晶碳化物分布不均勻，淬火時裂紋形成的傾向大。4）共晶碳化物分布不均勻使鋼的磨削性和研磨性都很差。因此，共晶碳化物是影響鋼的使用性能的主要因素。
本標準按GB/T14979-1994標準的第四級別圖評定，合格級別參照GB/T1299的Ⅰ組規定，因此本標準比GB/T1299的要求嚴。
ASTM A681標準未規定該檢驗項目，BS EN ISO4957、JIS G4404的微觀組織是作為特殊要求需雙方協議，并且也沒有評級圖譜。
⒏晶粒度
本標準的4Cr5MoSiV1A鋼的晶粒度的考核要求和指標同NADCA207-90標準，但檢驗標準按GB/T 6394-2002《金屬平均晶粒度的測定方法》。
GB/T1299是作為特殊要求，ASTM A681、JIS G4404、BS EN ISO 4957標準未規定。
⒐帶狀組織
模具鋼大部分是多向受力的，為了提高模具鋼的等向性，改善鋼的橫向塑性應考核鋼的帶狀組織。
4Cr5MoSiV1A鋼按本標準第一級別圖評定帶狀，考核指標和評級圖譜等同于NADCA 207-90標準，NADCA 207-90標準對取樣部位未作規定，本標準規定在不同根鋼材直徑、邊長、寬度的1/4處取樣。
GB/T 1299中的4Cr5MoSiV1鋼、ASTM A681標準未規定，JIS G4404和BS EN ISO 4957對微觀組織是作為特殊要求的項目，需雙方協議。
⒑顯微組織
4Cr5MoSiV1A鋼按本標準的第二級別圖評定顯微組織，考核指標和評級圖譜等同于NADCA 207-90標準，NADCA207-90標準對取樣部位未規定，本標準規定在不同根鋼材直徑、邊長、寬度的1/4處取樣。
GB/T 1299中的4Cr5MoSiV1鋼、ASTM A681標準未規定，BS EN ISO 4957和JIS G4404的微觀組織是作為特殊要求的項目。
⒒橫向沖擊試驗
模具鋼大部分是多向受力，因此考核橫向沖擊試驗，提高模具的使用壽命顯得尤為重要。
本標準的4Cr5MoSiV1A是參照NADCA207-90標準檢驗橫向沖擊試驗，考核指標和取樣部位同NADCA 207-90。
GB/T 1299、ASTM A681、BS EN ISO 4957、JIS G4404標準未規定。
⒓超聲波探傷
本標準規定“尺寸（直徑、邊長、厚度）大于155mm的鋼材可逐支進行超聲波探傷”，并按真空脫氣和電渣重熔的冶煉工藝來規定不同的探傷要求。
NADCA 207-90規定“應進行合適的超聲波檢測數據來保證鋼材的致密性。所有的鋼鐵經超聲波檢測時不應存在內部缺陷，例如：帶狀、氧化物、疏松、內裂、嚴重偏析等。原始鋼材的超聲波檢測應按ASTM推薦的A388和E114方法進行。驗收標準由供方和需方協定。”
GB/T 1299未規定，JIS G4404和ASTM A681標準作為特殊要求項目，BS EN ISO 4957未規定。
⒔表面質量
本標準對黑皮交貨的鋼材表面質量分為壓力加工用鋼和切削加工用鋼，具體要求同GB/T 1299標準。
ASTM A681標準規定的比較具體，列舉了較多的“不得有”缺陷，JIS G4404和BS EN ISO 4957對表面質量規定較為原則性，都提到了不得有對使用有害的缺陷存在。
本標準規定機加工交貨的鋼材表面應潔凈、光滑，不應有裂紋、折疊、結疤和氧化鐵皮，若有上述缺陷存在，允許局部清理，但最大清理深度不得超過尺寸允許偏差的負偏差。
BS EN ISO 4957規定了機加工交貨的鋼材表面不得有缺陷和脫碳，其余標準都未規定。
通過對上述國內、國外、國際標準的對比可以看出，本標準達到了世界先進水平。
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