16mn工字钢模具材料一般是由高碳高铬的CMoV（或SRD11，D2，DC53）制成。目前国内普遍采用如下工艺流程制作模具：下料→粗加工→热处理（高温淬火加高温回火）→精加工→氮化→成品（注：为节省成本，一般生产厂家现在都省去了锻造与球化退火两道耗时，费财工序）。由于CMoV类材料属于高碳高铬合金钢，16mn工字钢的原始组织存在很大的成份偏析（这种偏析即使一般的锻造也无法消除）。这样经过热处理（高淬高回）的模具内部组织极不均匀，宏观表现为硬度极不均匀（HRC四十几至六十左右），再经氮化处理，模具表面不均匀性无法消除，基体硬度甚至进一步降低，实际使用时，表现为模具及16mn工字钢表面均易拉伤，模具寿命低。

　16mn工字钢是生产最多的钢种之一，生产中该牌号钢会产生裂纹，其中表面纵裂占据裂纹总量9成以上，危

害很大，对表面纵裂分析后得出其影响因素为：

　　1、钢水碳含量

　　碳含量在0.08-0.20%，属于包晶反应区间，易裂纹，对于Q345R特别是碳含量在低于0.16%时，纵裂尤为明

显。

　　2、16mn工字钢钢水铝含量

　　钢中铝含量高，加上钢中氮含量高，容易形成AlN，沿晶界产生裂纹的倾向性增大。

　　3、钢水铌含量

　　含铌钢由于奥氏体低温区和高温区+铁素体高温区的脆性，会使Q345R在700-975℃断面收缩率降低，产生

裂纹。

　　4、保护渣碱度

　　碱度适中的保护渣，更有利于减少裂纹产生。

　　5、扇形段开口度

　　扇形段开口度偏差大于0.5mm时，容易出现裂纹。

　　6、16mn工字钢厂家加热时间

　　当加热炉加热时间超过3.5h后的裂纹率明显增加。

保温时间和加热次数的影响

加热时间越长，加热火次愈多，脱碳层愈深，但脱碳层并不与时间成正比增加。例如高速钢的脱碳层在1000℃加热0.5h，深度达0.4mm；加热4h达1.0mm；加热12h后达1.2mm。

炉内气氛对16mn工字钢脱碳的影响

在加热过程中，由于燃料成分，燃烧条件及温度不同，使燃烧产物中含有不同的气体，因而构成不同的炉内气氛，有氧化性的也有还原性的。他们对钢的作用是不同的。氧化性气氛引起钢的氧化与脱碳，其中脱碳能力最强的介质是H2O（汽），其次是CO2与O2，最后是H2；而有些气氛则使钢增碳如 CO和 CH4。炉内空气过剩系数α大小对脱碳也有重要的影响：当α过小时、燃烧产物中出现H2，在潮湿的氢气内的脱碳速度随着含水量的增加而增大。因此，在煤气无氧化加热炉中加热，当炉气中含H2O较多时，也要引起脱碳；当α过大时，由于形成的氧化皮多，阻碍着碳的扩散，故可减小脱碳层的深度。在中性介质中加热时，可使脱碳最少。