铁碳合金是在普通碳钢的基础上加入适当的一种或多种合金元素而形成的。根据加入元素的不同,采用合适的加工工艺,模具钢可以达到高强度、高耐久性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁等特殊性能。
根据cr8模具钢中各种元素形成碳化物的倾向,合金钢可以分为三类:
由强碳化物组成的元素,如钒,钛,铌,锆等;
这些元素只要有满足要求的碳,在适当的条件下,就构成相应的碳化物;只有在缺碳或高温条件下,常用热作模具钢才会以原子状态进入固溶体。
由碳化物组成,如锰,铬,钨,钼等。其中一些元素以原子状态进入到固溶体,另一些元素则构成了置换式合金渗碳体,如(Fe,Mn)3C,(Fe,Cr)3C等,如果这些元素超过一定限度(除锰外),则会形成相应的碳化物,例如(Fe,Cr)7C3,(Fe,W)6C等。
碳化物元素,如硅,铝,铜,镍,钴等没有形成。这种元素一般以原子状态存在于固溶体中,如奥氏体、铁素体等。一些合金元素,如铝、锰、硅、钛、锆等,非常简单,与钢中的氧和氮化合而成,形成稳定的氧化物和氮化物,在钢中通常呈夹杂形状。锰锆等元素还与硫一起构成硫化物的搀杂。当钢中镍、钛、铝、钼等元素的含量满足要求时,钢可以形成不同类型的金属间化合物。有些合金元素如铜、铅等,如果其含量超过其在钢中的溶解度,则以纯金相存在。