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常用金属的线膨胀系数及收缩率线膨胀系数表示摄氏温度升高一度时单位材料的尺寸变化。表1是一些金属的线膨胀系数。收缩率是指由热加工温度至室温这段温度区间内单位长度金属材料的尺寸变化,它与材料的线膨胀系数和热加工温度两者有关。模膛设计时,需要考虑工件的收缩率,精密加工时还需考虑模具的热胀冷缩问题。热加工时刚料的收缩率一般去1.2~1.5%,而对细长的杆类件,扁薄的工件,冷却快或打击次数多热加工温度低的工件收缩率取0.8~1.2%;带大头的长杆锻件,头部和杆部的冷缩塑料件一般取(0.3~0.5)%。铝合金为(0.8~1.0)%,镁合金为0.8%,钛合金为(0.5~0.7)%,铜合金为(1.0~1.3)%。
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常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5%Cr型等热作模具钢.其化学成分。其中4CrW2Si.既可做冷作模具钢,又可做热作模具钢.由于用途不同,可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度(870—900℃)及低温或中温回火处理;作热模时则采用较高的淬火温度(一般为950一1000℃)及高温回火处理。压铸模用钢。从总体上看,压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近,即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同.如常采用4CrW2Si.和3Cr2W8V等钢。但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模.可选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等;对Al和Mg合金压铸模,可选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV等对Cu合金压铸模.多采用3Cr2W8V钢。
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金属的膨胀系数金属种类FeAlMgCuNiTi膨胀系数x10⒍(1/℃)常用金属的变形抗力金属的变形力σs也称真实应力或流动应力。对于理想塑性材料,变形抗力等于材料的屈服限;对于塑性硬化材料,变形抗力等于考虑了变形硬化后的屈服限。在热锻温度下,变形抗力还可以用强度限σb表示。通常金属的变形抗力与材料的化学成分、组织、变形温度,应变速率及变形程度等有关,可表达如下式中T——变形温度;ε1——变形程度;ε2——应变速率;x——材料的物理化学性质。通常变形抗力随温度的升高而降低,应变速率增大时,变形抗力增大,温度升高,这种现象越明显。变形程度对变形抗力的影响有两种情况,某些材料随变形程度增加,变形抗力不断增大;而有些材料,在某一温度下,在某一变形程度前,变形抗力随变形程度的增加而增大,但超过该变形程度后,由于动态恢复和动态再结晶进行迅速,随变形程度增大时,变形抗力逐渐减小。一般地讲,当变形温度高于再结晶温度时,由于形变硬化的现象不明显,应变速率的影响大,变形程度的影响小;而变形温度低于再结晶温度时,变形程度的影响较大,应变速率的影响较小。
硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢。铬(Cr):在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素。