7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的化学成分：
7Mn15钢的化学成分（质量百分数，%）
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C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
W |
V |
Al |
P |
S |
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0.65~ |
≤0.80 |
14.50~ |
2.00~ |
0.50~ |
0.50~ |
1.50~ |
2.70~ |
≤0.040 |
≤0.030 |
7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的特性：
7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢是一种高强度奥氏体型无磁模具钢，在各种状态下都保持稳定的奥氏体组织，具有非常低的磁导率，高的硬度、强度，较好的耐磨性。由于高锰钢的冷作硬化现象，切削加工比较困难。采用高温退火工艺，可以改变碳化物的颗粒与分布状态，从而明显地改善钢的切削加工性能。采用气体软氮化工艺，可以进一步提高钢的表面硬度，增加耐磨性，显著地提高使用寿命。
7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的用途：
7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢适于制造无磁模具、无磁轴承及其他要求在强磁场中不产生磁感应的结构零件。此外，由于该钢具有高的高温硬度和强度，也可以用来制造在700~800℃下使用的热作模具。
7Mn15Cr2Al3V2WMo（7Mn15）钢的热加工：
7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的导热性较差，锻造时装炉温度不宜过高，需缓慢升温，保温时间要求足够长，以保证钢中碳化物充分固溶，锻后硬度为33~35HRC。7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的锻造工艺规范见下表：
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项目 |
加热温度/℃ |
加温时间/h |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却 |
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钢锭 |
1150~1170 |
≥8 |
1100~1120 |
≥950 |
空冷 |
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钢坯 |
1140~1160 |
≥8 |
1080~1100 |
≥950 |
空冷 |
7Mn15Cr2Al3V2WMo（7Mn15）钢的热处理工艺：
预备热处理（退火）：
采用高温退火工艺，加热温度870~890℃，保温3~6h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬度为28~30HRC，组织为细晶粒奥氏体＋均匀分布的颗粒状碳化物。7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的高温退火工艺曲线图如下图所示：
固溶处理：
7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的固溶温度为1150~1180℃，保温时间为盐浴炉15~20min/mm，空气炉30min/mm，冷却介质为水，固溶硬度为20~22HRC，金相组织为奥氏体＋未溶一次碳化物。
时效处理：
下表为不同时效时间后7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的硬度。
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时效时间/h |
固溶后 |
2 |
4 |
10 |
14 |
18 |
20 |
|
650℃时效，硬度HRC |
20 |
32 |
44 |
46 |
47 |
46 |
48.5 |
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700℃时效，硬度HRC |
20 |
48.5 |
48 |
46 |
45.5 |
- |
45.5 |
注：固溶温度为1180℃，水淬。
⒈时效温度为650℃，时效时间20h，硬度为48HRC。
⒉时效温度为700℃，时效时间2h，硬度为48.5HRC。
不同状态时钢的硬度见下表：
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状态 |
锻造 |
退火 |
固溶 |
时效 |
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硬度/HRC |
33~35 |
28~30 |
20~22 |
47~48 |
不同温度固溶和时效处理后的力学性能下表：
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热处理工艺 |
σb/MPa |
δ(%) |
ψ(%) |
αk/J•cm-2 |
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1180℃固溶处理 |
820 |
61.0 |
61.5 |
230 |
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720 |
60.0 |
62.5 |
240 |
|
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1150℃固溶处理，700℃，2h时效处理 |
1370 |
16.5 |
34.0 |
48 |
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1370 |
15.5 |
35.5 |
45 |
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1380 |
18.0 |
35.5 |
45 |
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1180℃固溶处理，650℃，20h时效处理 |
1510 |
4.5 |
8.5 |
15 |
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1490 |
4.5 |
9.5 |
13 |
7Mn15(7Mn15Cr2Al3V2WMo)钢的气体氮碳共渗：
为了提高模具硬度、耐磨性，可以采用气体氮碳共渗处理。渗氮温度560~570，渗氮时间4~6h，渗氮层深度0.03~0.04mm，渗氮层硬度950~1100HV。