日本SDH21模具钢成分及特性

# 日本SDH21模具钢成分及特性

## 一、成分

1. **碳（C）**

   - 碳含量一般在0.32 - 0.42%。碳是影响模具钢硬度和强度的关键因素。在这个含量范围内，SDH21钢在淬火和回火处理后能够获得合适的硬度。足够的碳含量有助于在淬火时形成马氏体组织，马氏体的高硬度特性为模具钢提供了基本的抗压能力，使得模具在承受工作压力时能够保持形状稳定，并且为模具的耐磨性奠定了基础。

2. **铬（Cr）**

   - 铬的含量约为4.5 - 5.5%。铬在SDH21模具钢中有多方面的重要作用。首先，铬能显著提高钢的淬透性，使模具在淬火过程中，较大尺寸的工件也能获得均匀的硬化层。其次，铬与碳结合形成铬的碳化物，如Cr₂₃C₆等，这些碳化物弥散分布在钢的基体中，有助于提高钢的硬度和耐磨性。此外，铬还能提高钢的抗氧化性，在模具表面形成一层致密的氧化铬保护膜，防止模具在高温或潮湿环境下发生氧化腐蚀。

3. **钼（Mo）**

   - 钼含量大约为1.0 - 1.5%。钼是强碳化物形成元素，在SDH21钢中形成的钼碳化物（如Mo₂C）具有高硬度和良好的热稳定性。这些碳化物弥散分布在基体中，能够细化晶粒，提高钢的强度和韧性。同时，钼还能提高钢的回火稳定性，在回火过程中，减缓硬度的降低，使模具在经过回火处理后仍能保持较好的性能。

4. **钒（V）**

   - 钒的含量在0.2 - 0.5%。钒也是强碳化物形成元素，形成的碳化钒（VC）硬度极高且非常稳定。VC主要分布在晶界处，起到细化晶粒的作用，这不仅提高了钢的强度，还增强了韧性。而且，由于碳化钒的存在，模具钢的耐磨性得到进一步提升。

## 二、特性

1. **高硬度与耐磨性**

   - 由于碳含量适中，再加上铬、钼、钒等元素形成的碳化物对基体的强化作用，SDH21模具钢具有较高的硬度和zhuoyue的耐磨性。在冲压、锻造等模具应用场景中，能够有效抵抗工件与模具表面之间的摩擦和磨损，长期保持模具的尺寸精度，从而延长模具的使用寿命。

2. **良好的韧性**

   - 钼和钒元素的细化晶粒作用，使得SDH21模具钢具有良好的韧性。在模具承受冲击载荷时，例如在锻造模具工作过程中可能遇到的不均匀锻造力或突发冲击力的情况下，该钢种能够有效抵抗断裂，确保模具正常工作。

3. **优异的淬透性**

   - 铬元素的高含量赋予SDH21模具钢优异的淬透性。这一特性对于制造大型模具非常重要，因为它能够保证在淬火时，模具从表面到内部都能获得均匀的组织和性能，从而提高模具的整体质量。

4. **热稳定性**

   - 在高温环境下，SDH21模具钢表现出良好的稳定性。铬的抗氧化性以及钼和钒元素对组织稳定性的贡献，使得该模具钢在热作模具应用中，如热挤压模具，能够在高温下长时间工作而不会出现明显的软化、变形或氧化现象，保证了模具在高温工况下的可靠性。

5. **抗热疲劳性**

   - 在热作模具频繁的加热 - 冷却循环过程中，SDH21钢具有较好的抗热疲劳性能。这是由于其合金元素的合理搭配，降低了热膨胀系数，减小了热应力的产生，并且组织内部的碳化物等强化相能够抑制裂纹的产生和扩展，从而延长模具在热循环工况下的使用寿命。