Y10(4Cr5Mo2MnVSi)_高耐熱熱作模具鋼_Y10(4Cr5Mo2MnVSi)特性及應(yīng)用
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)
高耐熱熱作模具鋼
國產(chǎn)新型鋁合金壓鑄模用熱作模具鋼
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼是一種高耐熱熱作模具鋼，是針對鋁合金壓鑄模特點而研制的新型熱作模具鋼，是在H13鋼的基礎(chǔ)上適當提高鉬、釩、錳、硅含量，具有很好的淬透性、高熱強性和耐回火性。由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制作的模具，可以在低于600的工作溫度下長期工作。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的化學成分：見表1
表1 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼化學成分（質(zhì)量百分數(shù)，%）
C Si Mn Cr Mo V Al P S 0.36~0.42 1.00~1.50 0.70~1.50 4.50~5.50 0.80~1.20 0.80~1.20 ≤0.05 ≤0.030 ≤0.030 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的特性及應(yīng)用：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼是針對鋁合金壓鑄模特點而研制的新型熱作模具鋼，化學成分與H13鋼相似，但含鉬Mo量稍高，有很好的淬透性。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼中Mo和V分別以M6C和MC型碳化物存在，對細化晶粒、提高熱強性和耐回火性有較大作用。鋼中加入Si、Mn的目的是提高基體強度。
由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制作的模具，可以在低于600℃的工作溫度下長期工作。Y10鋼在力學性能上，尤其是在冷熱疲勞及裂紋擴展速率方面明顯優(yōu)于3Cr2W8V，是比較理想的鋁合金壓鑄模材料。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼用于壓鑄模使用壽命明顯提高，另外，Y10鋼在熱擠壓模、熱鍛模應(yīng)用方面，也取得了明顯成效。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的臨界點：
Ac1≈815℃，Ac3≈893℃,Ms≈271℃。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的熱加工：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的鍛造工藝規(guī)范見表2。
表2 Y10鋼鍛壓工藝規(guī)范
加熱溫度/℃ 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻方式 1120~1150 1070~1140 850~900 緩冷，立即回火 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的熱處理工藝：
⒈預(yù)備熱處理：
采用等溫退火工藝，840~860℃，保溫2~4h；等溫溫度為680℃，保溫4~6h，爐冷到550℃以下出爐空冷，退火后硬度為170~187HRS，退火組織為點狀珠光+少量分散分布的亞穩(wěn)定共晶碳化物。
⒉淬火及回火：
淬火溫度為950~1050℃，油冷，硬度為50~56HRC。回火溫度為550~620℃，硬度為42~51HRC。采取下限溫度（550℃）回火，硬度為50~51HRC。采取1050℃油淬，650℃回火2次，硬度為39HRC。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學性能：
⒈Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學性能見表3。
表3 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學性能
注：1020℃油淬，595℃回火2h。試驗溫度/℃ σb/MPa σS/MPa δ（%） ψ（%） αK/J?cm-2 室溫 1724 1563 5.4 20.9 15.6 300 1319 1122 10.8 48.2 31.3 600 803 716 25.7 78.3 48.7 650 527 470 26.8 87.3 52.1 700 274 224 41 95 60.5
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱穩(wěn)定性對比見表4。
表4 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱穩(wěn)定性對比
保溫時間/h 0 0.5 1 2 3 600℃ Y10 50HRC 43.2HRC 39.2HRC 34.6HRC 33.1HRC 3Cr2W8V 49HRC - - 45.8HRC 43.5HRC 700℃ Y10 47.6HRC 32.5HRC 30HRC 29.2HRC 29HRC 3Cr2W8V 50HRC 44HRC 40.5HRC 37.2HRC 34.5HRC ⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱疲勞性能對比見表5；
表5 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼熱疲勞性能對比
裂紋 裂紋條數(shù)/條 裂紋最長長度/mm ≤0.05mm 0.05~0.10 mm 0.10~0.15mm ≥0.05mm Y10 5 1 2 2 0.33 3Cr2W8V 16 127 0.55 ⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的抗熔蝕性對比分別見表6.
表6 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的抗熔蝕性對比
鋼種 失重/g 單位面積失重/g?dm-3 Y10 4.153 16.57 3Cr2W8V 5.056 20.18 從以上表中可以看出，Y10鋼的高溫強度和熱穩(wěn)定性低于3Cr2W8V鋼，但Y10鋼的冷熱疲勞性能、斷裂韌度和抗熔蝕性優(yōu)于3Cr2W8V鋼已是比較理想的鋁合金壓鑄模材料，其模具使用壽命普遍提高，可以取代傳統(tǒng)的3Cr2W8V鋼。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的典型應(yīng)用：
⒈主要用于長壽命鋁合金壓鑄模，采用Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制造的鋁合金壓鑄模的平均壽命比采用3Cr2W8V鋼的壓鑄模提高1倍以上。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼可用于下述鋁合金壓鑄模的型腔鑲塊材料、型芯材料：ZL101、ZL102、ZL103、ZL104、ZL105、ZL301、ZL302、ZL401、鎂合金ZM5。
⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼用于制造電機端蓋、照相機盒、汽車變速箱上蓋等鋁合金壓鑄模，淬火及回火到50~51HRC下使用。
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼可用于制造工作溫度低于600℃的中、小熱鍛模具，還可用于制作鋁合金熱擠壓模具。東莞市弘超模具科技有限公司銷售的同系列進口高品質(zhì)熱作模具鋼鋼種牌號：日本大同高壽命熱作模具鋼DH31-S、DH31-EX、DHA-WORLD等；瑞典烏德霍姆Uddeholm高韌性高耐熱熱作模具鋼DIEVAR、ORVAR SUPREME、QRO90 SUPREME等。
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