4Cr5W2VSi(ЭИ958)
中耐熱高韌性熱作模具鋼
國(guó)產(chǎn)空冷硬化熱作模具鋼

4Cr5W2VSi(ЭИ958)鋼是一種中耐熱高韌性熱作模具鋼，淬透性極高，具有較高的熱強(qiáng)性、韌性、耐熱疲勞性和熱穩(wěn)定性。4Cr5W2VSi鋼適用于制造熱擠壓模具、壓鑄模具、高速錘鍛模具等。

4Cr5W2VSi鋼的特性：
4Cr5W2VSi(ЭИ958)鋼是一種空冷硬化的熱作模具鋼，與H11(4Cr5MoSiV)鋼、H13(4Cr5MoSiV1)鋼相似，含C質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%，含Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，也被稱為5%鉻型熱作模具鋼。這種鋼的淬透性好，直徑100mm的棒材在空冷淬火時(shí)也可以完全淬透。4Cr5W2VSi鋼在中溫下具有較高的熱強(qiáng)度、硬度，有較高的耐磨性、韌性和較好的熱疲勞性能，采用電渣重溶，可以較有效地提高鋼的橫向性能。

4Cr5W2VSi鋼的化學(xué)成分：
見(jiàn)表1。
表1   4Cr5W2VSi鋼化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)
C Si Mn Cr W V P S
0.32~0.42 0.80~1.20 ≤0.40 4.50~5.50 1.60~2.40 0.60~1.00 ≤0.030 ≤0.030

4Cr5W2VSi鋼的臨界點(diǎn)：
見(jiàn)表2。
表2   4Cr5W2VSi鋼臨界點(diǎn)溫度
臨界點(diǎn) Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 Ms Mf
溫度(近似值)/℃ 800 875 730 840 275 90

4Cr5W2VSi鋼的熱加工：
4Cr5W2VSi鋼的鍛造工藝規(guī)范見(jiàn)表3。
表3   4Cr5W2VSi鋼鍛造工藝規(guī)范
項(xiàng)目 加熱溫度/℃ 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻方式
鋼錠 1140~1180 1100~1150 900~925 緩冷(砂冷或坑冷)
鋼坯 1100~1150 1080~1120 850~900 緩冷(砂冷或坑冷)

4Cr5W2VSi鋼的預(yù)備熱處理：
1)鍛后退火：加熱溫度為860~880℃，保溫3~4h，爐冷至500℃以下出爐空冷，退火后硬度≤229HBS，組織為珠光體+碳化物。
2)等溫球化退火：加熱溫度為860℃，保溫2~4h，等溫溫度為750℃，保溫4~6h，爐冷至550℃以下出爐空冷，硬度≤229HBS，組織為球狀珠光體+碳化物。
3)去應(yīng)力退火：加熱溫度為750~780℃，保溫2~4h，爐冷或空冷。
4Cr5W2VSi鋼的淬火及回火
1)淬火規(guī)范見(jiàn)表4。淬火溫度與硬度及晶粒度的關(guān)系見(jiàn)表5。
表4   推薦4Cr5W2VSi鋼淬火規(guī)范
方案 淬火溫度/℃ 冷卻介質(zhì) 介質(zhì)溫度/℃ 冷卻到 硬度HRC
Ⅰ 1060~1080 油或空氣 20~40 油溫 56~58
Ⅱ 1030~1050 油 20~40 油溫 53~56
表5   淬火溫度與淬火硬度及晶粒度的關(guān)系
淬火溫度/℃ 1000 1050 1100 1150 1200 1250
淬火后硬度HRC 51 55.5 58 59 59 57.5
晶粒度/級(jí) - 11 8~9 6~7 4 2
2)回火規(guī)范見(jiàn)表6。
表6   推薦的回火規(guī)范
淬火方案 用途 回火溫度/℃ 設(shè)備 冷卻 保溫時(shí)間/h 硬度HRC
Ⅰ 降低硬度和穩(wěn)定組織 第1次590~610
第2次570~590 空氣爐 空氣 2
2 48~52
Ⅱ  第1次560~580
第2次530~540 空氣爐 空氣 2
2 47~49
3)表面處理規(guī)范見(jiàn)表7。
表7   推薦的表面處理規(guī)范
工藝 溫度/℃ 時(shí)間/h 介質(zhì) 滲層厚度/mm 表面硬度HV
滲氮 560 2 KCN50%+NaCN50% 0.04~0.07 580~710
滲氮 580 8 天然氣+氨 0.25 660~765
滲氮 530~550 12~20 氨的分解率30%~60% 0.12~0.20 650~1125

4Cr5W2VSi鋼的力學(xué)性能：
表8為回火溫度與硬度的關(guān)系。表9為不同溫度回火后的室溫力學(xué)性能。
表8   回火硬度與回火溫度的關(guān)系
回火溫度/℃ 淬火后 450 500 530 580 620 660
硬度HRC 57.5 56.5 57.5 56.5 54 48 43
注：1080℃空淬。
表9   不同溫度回火后的室溫力學(xué)性能
回火溫度/℃ 500 550 600 650
 /MPa
2300 1880 1690 1280
 /MPa
1700 1690 1640 1100
ψ(%) 12 40 44 52
δ(%) 9 11 13 15
 
5 12 47 70
注：1040℃油淬，580℃回火2h。

4Cr5W2VSi鋼的用途：
4Cr5W2VSi鋼適用于制造熱擠壓用的模具和芯棒，鋁、鋅等輕金屬的壓鑄模，熱項(xiàng)鍛結(jié)構(gòu)鋼和耐熱鋼的工具，以及某些成形零件用的高速錘鍛模具。工作時(shí)4Cr5W2VSi鋼自身溫度不宜超過(guò)600℃。

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