5CrW2Si
耐沖擊工具鋼
國產冷作模具鋼

5CrW2Si鋼是一種耐沖擊工具鋼，是在鉻硅鋼的基礎上加入一定量的鎢W而形成的鋼種，鎢W有助于在淬火時保存比較細的晶粒，使回火狀態下獲得較高的韌性。5CrW2Si鋼的含碳量比4CrW2Si鋼高，淬火后硬度和強度均比4CrW2Si鋼高。5CrW2Si鋼還具有一定的淬透性和高溫力學性能，通常用于制造冷剪金屬的刀片、鏟搓絲板的鏟刀、冷沖裁和切邊用的凹模，以及長期工作的木工工具等。

5CrW2Si鋼的化學成分：
⒈化學成分見表1。
　
表1  5CrW2Si鋼化學成分（質量分數，%）
C Si Mn Cr W P S
0.45~0.55 0.50~0.80 ≤0.40 1.00~1.30 2.00~2.50 ≤0.030 ≤0.030
摘自：GB/T1299-2000。
⒉化學成分特點：
Cr、Si元素主要是提高鋼的淬透性，同時固溶于基體中強化基體組織，并改善鋼的回火穩定性；Cr元素還可固溶于Fe3C中形成復合（Fe、Cr）3C，改善其硬度，增加鋼的硬度與耐磨性；W元素主要是形成碳化物，作組織中的強化相，提高鋼的強度，增加鋼的硬度與耐磨性，同時細化晶粒，改善鋼的強韌性；另外，W元素在奧氏體化時可固溶于基體組織中，除強化基體組織外，還可提高鋼的回火穩定性，消除鋼的回火脆性；鋼中加入Si元素，有利于改善鋼的疲勞強度，但卻增強鋼的脫碳傾向，加熱時需注意防護。

5CrW2Si鋼的臨界點溫度：
Ac1≈775℃
Ac3≈860℃
Ms≈295℃

5CrW2Si鋼的熱加工：
5CrW2Si鋼的熱加工工藝見表2。
 
表2  5CrW2Si鋼的鍛造工藝規范
項目 加熱溫度/℃ 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻方式
鋼錠
鋼坯 1180~1200
1150~1180 1150~1180
1120~1150 ≥850
≥800 緩冷
緩冷

5CrW2Si鋼的預備熱處理：
⒈鍛后一般退火工藝：
加熱溫度為800℃~820℃，保溫3~5h，爐冷至550℃以下出爐空冷，退火后硬度為207~255HBS，組織為粒狀珠光體+少量碳化物。5CrW2Si鋼鍛后一般退火工藝見圖1。

圖1  5CrW2Si鋼鍛后一般退火工藝
⒉高溫回火工藝：
加熱溫度為710℃~740℃，保溫3~6h，爐冷或空冷。高溫回火的目的是為了改善切削加工性能。5CrW2Si鋼高溫回火工藝見圖2。

圖2  5CrW2Si鋼高溫回火工藝

5CrW2Si鋼的淬火及回火：
淬火工藝：
加熱溫度為860~900℃，油冷，硬度≥55HRC。
回火工藝規范：
5CrW2Si鋼的回火工藝規范見表3，回火溫度與硬度的關系見表4。
表3  5CrW2Si鋼推薦的回火規范
用     途 回火溫度/℃ 加熱介質 冷卻介質 硬度（HRC）
消除應力和穩定組織
降低硬度和消除應力 200~250
430~470        油或熔融堿
   空氣爐或熔融堿、硝鹽 空氣
空氣 53~58
45~50

表4  5CrW2Si鋼回火溫度與硬度的關系

5CrW2Si鋼的力學性能：
⒈5CrW2Si鋼的含碳量和淬硬性都不太高，但滲碳淬火后，表面硬度和熱穩定性顯著上升，綜合力學性能良好。
⒉5CrW2Si鋼在300~350℃回火時有輕微的回火脆性，在250℃左右回火，硬度可達54~56HRC；在450℃左右回火，硬度可達50~52HRC，并可獲得較高的沖擊韌度。
⒊鉻鎢硅系鋼脫碳敏感性較高，淬火變形難以控制，在磨粒磨損條件下的耐磨性不足，其沖擊韌度低于含Mo、Ni的抗沖擊鋼。
⒋5CrW2Si鋼的綜合力學性能良好，應用最廣，主要用來制造大中型重載冷鐓沖頭、精壓模及冷剪刀片，中載鋼板穿孔沖頭及風動工具等。

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