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铸造管模中最常见15Cr2Mo、21CrMo10和30CrMo这三种合金钢，今天我们来了解一下以及它们的优劣之处在哪里。
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我们先从三种材料的化学性能进行对比。
01
从碳元素分析
从图1中可以看出三种材料中15Cr2Mo材料里含碳（C）量是最低的，碳含量的过少会直接影响管模的硬度、韧性以及管模的可塑性；30CrMo的含碳量在0.23~0.30，是三种材料中含碳量最高的，强度高，相对应的脆性大，容易出现裂痕，而21CrMo10材料的含碳量适中，既保障管模的可塑性，又保障脆性小，不容易出现裂痕。
02
从铬和钼元素分析
图1中15Cr2Mo、21CrMo10材料中含铬（Cr）量是最高的，铬元素可以提高管模的淬透性和耐磨性，改善管模的抗腐蚀能力和抗氧化能力，从而提高管模的机械性能。
钼（Mo）元素可以使管模的晶粒细化，提高管模的淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力（上汽在高温下受到的应力，发生变形，称蠕变）。
当铬和钼两种元素结合时，能使管模在淬火中残余奥氏体增加，提高了管模的拔管支数和机械性能。
我们先从三种材料的力学性能进行对比。
01
从延伸强度和抗拉强度分析
三种材料的延伸强度和抗拉强度都是一样的，他们都会影响管模的硬度、强度、塑性冷弯性能以及管模的冲击韧性，延伸强度和抗拉强度越高，就会提高管模的应力和拔管支数。
02
从断面收缩率和断后延长率分析
从图2来看，21CrMo10材料的断面收缩率和断后延长率是最高的。断面收缩率就是指在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比；断后延长率是指材料在拉伸时，试样拉断后，其标距分部所增加的长度与原标距长度的百分比。
断面的收缩率和断后延长率是衡量模具塑性性能的指标，所以三种材料中21CrMo10的塑性性能是最好的。
03
从冲击吸收功和布氏硬度分析
从图2中可以看出三种材料中21CrMo10材料的冲击吸收功和布氏硬度是最大的，冲击吸收功可以来衡量管模材料的韧性，冲击吸收功越大，该材料的韧性就越好，管模的使用寿命就会越长。布氏硬度越高，可以提高管模的屈服点和可塑性能，从而可以增加管模的应力和拔管效率。
结论：
从三种材料的化学性能和力学性能相比，21CrMo10的成份设计更加合理，淬火之后得到的是全贝氏体组织，在保证管模强度的同时，也提高了管模的冲击韧性；各种化学元素在21CrMo10中的含量也是合理的，而且不管是抗拉强度和延伸强度、以及它的屈服点和布氏硬度等来分析，21CrMo10材料在管模的使用和制造中，更加占有优势，修复能力和使用寿命都可以得到提高，而且使管模在硬度、强度、抗腐蚀能力和管模的机械性能方面都有所提高。
