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热作模具钢4Cr5MoSiV1专题-4Cr5MoSiV1的技术参数
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  • 发布时间:11-11-10 15:49
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  • 文章来源:东莞市锐鑫特殊钢材有限公司

热作模具钢4Cr5MoSiV1专题-4Cr5MoSiV1的技术参数
热作模具钢4Cr5MoSiV1的特性、化学成分、热处理工艺及应用
4Cr5MoSiV1钢(美国牌号H13,德国牌号1.2344,日本牌号SKD61)也是一种空冷硬化的热作模具钢。除V元素外,其余成分与4Cr5MoSiV钢相同。
⒈4Cr5MoSiV1钢的特性
⑴、与4Cr5MoSiV钢相比,4Cr5MoSiV1钢由于增加了V元素的含量,钢中V元素的碳化物VC数量增多。淬火时,只有少量的VC碳化物溶于奥氏体中,大部分VC碳化物并未溶于奥氏体中,这对细化奥氏体晶粒起到显著作用,这会极大地提高钢的强韧性和热稳定性,也有助于改善热疲劳性能。而固溶于奥氏体中的V元素,在淬火时又固溶于基体组织中,固溶强化基体组织。
⑵、4Cr5MoSiV1钢高温回火时,V元素又以VC碳化物的形式从基体组织中析出,弥散分布于基体组织中,增加钢的强度、硬度与耐磨性,产生二次硬化效应。但也削弱了基体组织的强度性能。
⑶、V元素对提高4Cr5MoSiV1钢的热强性、耐磨性和热稳定性发挥了重要作用。
⑷、4Cr5MoSiV1钢具有较高热强性、耐磨性、韧性和耐热疲劳性能,同时又具备较高的淬透性,尤其是空冷即可淬硬,淬火变形又小。
⑸、4Cr5MoSiV1钢中加入Cr、Si、Mn元素主要是提高钢的淬透性。加入Mo、V元素主要是形成碳化物,作为钢中的强化相,细化晶粒,改善钢的热稳定性。另外部分Cr元素也形成Cr的碳化物,作为钢中强化相。
⑹、4Cr5MoSiV1钢淬火加热时,Cr、Si、Mn元素固溶于奥氏体中,Mo、V元素也随其碳化物少量地固溶于奥氏体中,五元素共同作用显著提高钢的淬透性。淬火后五元素固溶于基体组织(马氏体+残余奥氏体)中,固溶强化基体组织,提高基体组织的回火稳定性。高温回火时,除Si元素仍固溶于基体组织中外,Cr、Mn、Mo、V元素以各种碳化物形式析出,这些碳化物的析出增加了钢的硬度,但减弱了对基体组织的固溶强化作用,又削弱了钢的硬度。
⑺、4Cr5MoSiV1钢由于Cr、Mo、V元素的碳化物析出需要较高的温度和较长的时间,这有利于改善钢的热稳定性。尤其是析出的碳化物向淬火时未溶的Mo、V元素的碳化物聚集时,更是需要较高的温度和较长的时间,这进一步增强钢的热稳定性。
⑻、4Cr5MoSiV1钢回火析出的碳化物和淬火未溶的碳化物,与基体组织共同作用,使钢产生一定的高温强度、硬度与耐磨性。淬火时未溶的Mo、V元素的碳化物,阻止奥氏体晶粒的长大,起细化晶粒的作用,使钢产生良好的中韧性。
⑼、4Cr5MoSiV1钢高温回火时Cr、V、Mo元素的碳化物可从基体中析出,提高硬度,产生二次硬化现象。Cr元素还使钢产生抗氧化性和耐蚀性。Mo元素可降低钢的回火脆性,但也增加钢的脱碳倾向。Si元素可提高钢的弹性极限,但增加钢的脱碳倾向。
⒉4Cr5MoSiV1钢主要化学成分
0.32%~0.45%C、4.75%~5.50%Cr、1.10%~1.75%Mo、0.80%~1.20%Si、0.80%~1.20%V、0.20%~0.50%Mn、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊4Cr5MoSiV1钢的热处理工艺
4Cr5MoSiV1钢相变点为:AC1860℃、Ac3915℃、Ar1775℃、Ar3815℃、Ms340℃、Mf215℃。
4Cr5MoSiV1钢始锻温度1050~1100℃,终锻温度850~900℃,锻造后坑中冷却或砂中冷却。
4Cr5MoSiV1钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
不完全退火 加热860~890℃,保温5h,炉冷至500℃以下出炉空冷 97~229HBS Ac1850℃,Ac3910℃,加热温度在Ac1~Ac3线之间,以获得粒状珠光体+碳化物组织
不完全等温退火 加热860~890℃,保温2h,740~760℃等温4h,炉冷至500℃以下出炉空冷 197~229HBS Ac1850℃,Ac3910℃,加热温度在Ac1~Ac3线之间,在Ar1775℃线以下等温,以获得粒状珠光体+碳化物组织
去应力退火 加热730~760℃,保温3h,炉冷或空冷 ≤255HBS 消除残余应力,消除加工硬化
淬火 加热1020~1050℃,保温,油冷或空冷 56~58HRC 加热时Cr、Si、Mn、Mo元素和少量V元素溶入奥氏体中,提高淬透性,改善回火稳定性。未溶V元素的碳化物细化晶粒,改善强韧性与耐磨性
回火 加热560~580℃,保温2h,空冷。二次回火 47~49HRC 较高温度回火,合金渗碳体及Cr、V、Mo元素的碳化物析出并聚集。产生二次硬化效应
气体碳氮共渗 加热570℃,保温4h;再升温600℃,保温2h。炉冷至250℃出炉空冷或油冷。渗层深0.35mm(氨量500~550L/h,乙醇50~60滴/min) 1017~1090HV0.1 氯化剂为清洁剂,氯化钙为催渗剂
⒋4Cr5MoSiV1钢的应用
4Cr5MoSiV1钢广泛地用于制造热挤压模、芯棒、模锻用的锻模、压力机上的锻模、精锻机上的锻模以及铝、铜及其合金的压铸模。工作时4Cr5MoSiV1钢自身温度不宜超过℃。

 

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