T20821模具钢的特性与用途
一、特性
(一)高硬度
合金成分的影响
T20821模具钢含有多种合金元素，如铬(Cr)、钼(Mo)等。铬元素在钢中与碳形成铬的碳化物，这些碳化物硬度很高，弥散分布在钢的基体中，显著提高了钢的整体硬度。例如，铬碳化物的硬度可达到HV1500 - 1800左右，像一个个微小的硬质点，增强了钢抵抗磨损和变形的能力。钼元素也有助于提高钢的硬度，并且能改善钢的回火稳定性，使钢在回火过程中硬度下降缓慢。
热处理后的硬度提升
经过淬火和回火等热处理工艺后，T20821模具钢的硬度可达到较高水平，如HRC58 - 62。淬火过程中，钢的组织转变为马氏体，马氏体具有高硬度的特性。回火处理则在一定程度上调整了钢的内部应力，同时保持了较高的硬度。
T20821热作模具钢
牌号：H21/T20821
标准：ASTM A681-08
T20821化学成分：
碳 C：0.26～0.36
锰 Mn：0.15～0.40
磷 P：≤0.030
硫 S：≤0.030
硅Si：0.15～0.50
铬Cr：3.00～3.75
钒V：0.30～0.60
钨 W：8.50～10.00
钼 Mo：～
(二)良好的耐磨性
碳化物的耐磨机制
由于钢中存在大量的铬、钼等元素形成的碳化物，在模具工作过程中，当与被加工材料发生摩擦时，这些碳化物起到耐磨的关键作用。例如，在冲压模具中，模具表面的碳化物能够承受来自被冲压材料的摩擦力，减少模具基体的磨损。就像在砂纸中，砂粒(类比碳化物)承担了主要的打磨工作，保护了砂纸的基体(类比模具钢基体)。
表面硬度与耐磨性
高硬度的表面是T20821模具钢具有良好耐磨性的另一个因素。高硬度使得模具表面在与其他物体接触时，不易被划伤或磨损，从而延长了模具的使用寿命。
(三)较好的淬透性
合金元素协同作用
铬、钼等合金元素在T20821模具钢中协同作用，提高了钢的淬透性。这些合金元素降低了钢的临界冷却速度，使得在淬火时，钢能够从表面到心部比较均匀地冷却，从而获得均匀一致的组织。对于较大尺寸的模具，良好的淬透性非常重要。例如，在制造大型锻造模具时，如果淬透性不好，模具的表面和心部组织会有差异，可能导致模具在使用过程中出现变形、开裂等问题。
(四)一定的韧性
组织结构的影响
经过适当的热处理，T20821模具钢可以获得具有一定韧性的组织结构。例如，通过控制淬火和回火的工艺参数，可以得到马氏体和贝氏体的混合组织。马氏体提供了高硬度，而贝氏体则增加了韧性。这种混合组织使得模具在承受一定冲击载荷时，不会轻易发生脆性断裂。
合金元素对韧性的改善
某些合金元素在T20821模具钢中也有助于提高韧性。例如，镍(Ni)元素(如果存在少量)可以细化晶粒，使钢的组织更加均匀，从而提高钢的韧性。
(五)热稳定性
高温下的性能保持
在较高温度环境下，T20821模具钢能够保持较好的性能。合金元素在高温下形成的化合物结构相对稳定，能够防止晶粒的过度长大和硬度的急剧下降。例如，在热锻模具中，当模具与高温的金属坯料接触时，T20821模具钢能够在高温下维持一定的硬度和强度，保证模具的形状精度，确保对坯料的有效锻造加工。
二、用途
(一)冲压模具
汽车冲压模具
在汽车制造中，用于汽车车身覆盖件的冲压模具。汽车车身冲压件形状复杂、尺寸大，对模具的要求很高。T20821模具钢的高硬度、良好的耐磨性和较好的淬透性能够保证模具在冲压过程中的精度和寿命，满足汽车大规模生产的需求。
电子零件冲压模具
对于电子设备中精密金属零件的冲压模具也适用。电子零件通常尺寸小、精度要求高，T20821模具钢的高硬度和一定的韧性能够确保模具在冲压过程中准确地成型这些精密零件，并且能够承受频繁的冲压操作。
(二)锻造模具
热锻模具
在热锻加工中，如锻造各种金属轴类零件、齿轮毛坯等的模具。热锻过程中模具与高温的金属坯料直接接触，T20821模具钢的热稳定性、高硬度能够保证模具在高温下的性能，防止模具在热锻过程中出现变形或开裂等问题。
冷锻模具
用于冷锻模具，例如冷锻螺栓、螺母等标准件的模具。冷锻过程中模具需要承受较大的压力和冲击力，T20821模具钢的高硬度、一定的韧性和较好的淬透性能够满足冷锻模具的要求，保证模具的使用寿命和加工精度。
(三)压铸模具
有色金属压铸模具
在压铸铝合金、锌合金等有色金属的模具中也有应用。压铸过程中，模具需要承受高温、高速的液态金属冲击，T20821模具钢的高硬度和一定的韧性能够承受液态金属的冲击压力，并且其良好的耐磨性可以抵抗液态金属对模具的冲刷和磨损。