40Cr13(4Cr13)不锈钢属于马氏体不锈钢,类似于30Cr13(3Cr13),在国际上广泛应用于高级镜面塑料模具钢。该钢机械加工性能好,经热处理(淬火及回火)后具有优良的耐蚀性(能抵抗水蒸气、弱有机酸、稀薄的硫酸盐、碳酸盐等)、抛光性能、较高的强度和耐磨性,此钢焊接性差,不宜作焊接件。40Cr13(4Cr13)不锈钢有较高的碳含量和很高的铬含量,淬透性很高,如果采用电渣重熔法精炼,将显示卓越的镜面抛光特性,适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的透明、不透明塑料制品模具。一般用于制造外科医疗器械,手术工具、医用剪刀等及要求具有一定耐蚀性的轴承、阀门、弹簧、刀具、餐具等。
一、化学成分
40Cr13(4Cr13)不锈钢的化学成分见表4-29。
二、临界点
40Cr13(4Cr13)不锈钢 Ac1≈820℃、Ms≈270℃
三、热加工
40Cr13(4Cr13)不锈钢锻造工艺规范见表4-30,锻后应及时退火。
四、预备热处理
预备热处理的过程如下:
1. 退火: 加热温度为750~800℃,炉冷至500℃出炉空冷,硬度≤217HBW。
2. 去应力退火: 经过粗加工后,必须加热至650℃均热2h,缓慢冷却至500℃,然后出炉空冷。
五、淬火及回火
40Cr13(4Cr13)不锈钢淬火温度为1000~1050℃,油冷,硬度为52~55HRC;回火温度为200~300℃,硬度为50~53HRC。
40Cr13(4Cr13)不锈钢淬火温度与硬度、晶粒大小、残留奥氏体量关系见表4-31。
40Cr13(4Cr13)不锈钢回火温度与硬度的关系见表4-32,40Cr13钢的硬度与淬火温度的关系见图4-3。
六、力学性能
40Cr13(4Cr13)不锈钢在不同温度下的力学性能见表4-33,而回火温度与力学性能的关系见图4-4。
七、耐蚀性
40Cr13(4Cr13)不锈钢具有不锈性,在室温的稀硝酸及弱有机酸中也有一定的耐蚀性。该钢具有抗氧化性,可在600~650℃长期使用。
八、实际应用
40Cr13(4Cr13)不锈钢被推荐用于所有的塑料模具,由于其特殊性质,因此更适合特殊环境的需求。
1. 耐腐蚀、耐锈蚀模具,如加工有腐蚀性的PVC、醋酸盐类等注塑原料的塑料模具,或在潮湿的环境下工作及存放的模具。
2. 低表面粗糙度值要求的模具。
3. 韧性、延展性较好的复杂模具。
4. 需高淬透性的大型塑料模具。