1.2311材料介绍

基本信息 

1.2311是一种德国模具钢，也被称为DIN2311和SCM4钢，它对应国内的P20钢材，属于优质塑胶模具钢。该钢经过“超纯净”工序生产，呈预硬化状态，具有高度的微观纯净及优良的均质结构，还具备优良的抛光性及光蚀刻花性。 

化学成分

其化学成分主要包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、钼（Mo）、硫（S）、镍（Ni）等元素。其中，碳含量对钢的机械性能起决定性作用，适量的碳可提高钢的强度和硬度；硅有助于提高抗氧化性和耐腐蚀性；锰能增强钢的强度和韧性；铬和钼的合金化作用显著提升钢的耐磨性、抗疲劳性能以及高温强度。

性能特点

物理性能

密度：约为7.85kg/dm³ ，或0.284磅/英寸³（7861千克/立方米）。

弹性模量：为210kN/mm² ，或7.8630x10⁶磅/平方英寸（207帕）。

导热系数：热导率（20°C）为33.5W/m•K ，在100°C、150°C时为34.0W/mK ，200°C时为33.6W/mK ，250°C时为32.9W/mK ，300°C时为31.9W/mK（在淬火和回火条件下）。

机械性能

硬度：已预硬化至285 - 330HB（30 - 36HRC），布氏硬度（典型）为300，洛氏C硬度（典型值）为30，也有资料提到其硬度可以达到58 - 62HRC 。

强度：抗拉强度极限为965 - 1030兆帕（140000 - 150000磅/平方英寸），抗拉强度屈服为827 - 862兆帕（120000 - 125000磅/平方英寸），抗压强度为862兆帕（125000磅/平方英寸）。

韧性：断裂伸长率（50mm）为20.0% ，夏比冲击（V - Notch）为27.1 - 33.9焦（20.0 - 25.0英尺磅），具有良好的韧性，能在受到冲击时不易断裂。

其他性能：具有良好的抗疲劳性能，能够在承受冲击和振动时保持稳定的性能；耐磨性出色，能够在长期的使用过程中保持锋利的切削边缘。

加工与热处理性能

加工性能

1.2311钢板具有良好的加工性能，易于进行切削、抛光和蚀刻等操作。

热处理性能

锻造：1.2311钢板和圆棒材料在1093°C（2000°F）至899°C（1650°F）温度下锻造，不建议在871°C（1600°F）以下进行锻造。缓慢而均匀地加热至1050°C，不要在930°C以下锻造，锻造后需慢慢冷却。

退火：AISI P20工具钢（对应1.2311）的退火温度为760 - 788°C（1400至1450°F），然后在炉中以低于每小时4°C（40°F）的温度缓慢冷却；1.2311应在锻造后和再硬化前进行退火，均匀加热至770/790°C，充分浸泡并在炉中缓慢冷却。

淬火：均匀加热至840/870°C直至完全加热，用油淬火。

回火：1.2311工具钢在482 - 593°C（900至1100°F）下回火，洛氏C硬度为37至28。回火时需在选定的回火温度下彻底均匀加热工具，并在每25毫米总厚度加热一小时。

消除应力：由于模具钢1.2311钢板是在预硬化状态下销售，机加工后和使用期间的间歇性钢必须通过加热到900ºF（482ºC）、平衡并保持每英寸（25.4mm）厚度一小时以及在空气中冷却到环境温度来消除热应力，第一英寸（25.4毫米）的厚度浸泡30分钟，每增加一英寸（25.4毫米）浸泡15分钟。也可通过加热至约650°C，保温1 - 2小时，然后空冷来消除加工应力，以减少热处理期间的变形。