熱作模具鋼4Cr5MoSiV1專題-4Cr5MoSiV1的技術(shù)參數(shù)
熱作模具鋼4Cr5MoSiV1的特性、化學(xué)成分、熱處理工藝及應(yīng)用
4Cr5MoSiV1鋼（美國(guó)牌號(hào)H13，德國(guó)牌號(hào)1.2344，日本牌號(hào)SKD61）也是一種空冷硬化的熱作模具鋼。除V元素外，其余成分與4Cr5MoSiV鋼相同。
⒈4Cr5MoSiV1鋼的特性
⑴、與4Cr5MoSiV鋼相比，4Cr5MoSiV1鋼由于增加了V元素的含量，鋼中V元素的碳化物VC數(shù)量增多。淬火時(shí)，只有少量的VC碳化物溶于奧氏體中，大部分VC碳化物并未溶于奧氏體中，這對(duì)細(xì)化奧氏體晶粒起到顯著作用，這會(huì)極大地提高鋼的強(qiáng)韌性和熱穩(wěn)定性，也有助于改善熱疲勞性能。而固溶于奧氏體中的V元素，在淬火時(shí)又固溶于基體組織中，固溶強(qiáng)化基體組織。
⑵、4Cr5MoSiV1鋼高溫回火時(shí)，V元素又以VC碳化物的形式從基體組織中析出，彌散分布于基體組織中，增加鋼的強(qiáng)度、硬度與耐磨性，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)。但也削弱了基體組織的強(qiáng)度性能。
⑶、V元素對(duì)提高4Cr5MoSiV1鋼的熱強(qiáng)性、耐磨性和熱穩(wěn)定性發(fā)揮了重要作用。
⑷、4Cr5MoSiV1鋼具有較高熱強(qiáng)性、耐磨性、韌性和耐熱疲勞性能，同時(shí)又具備較高的淬透性，尤其是空冷即可淬硬，淬火變形又小。
⑸、4Cr5MoSiV1鋼中加入Cr、Si、Mn元素主要是提高鋼的淬透性。加入Mo、V元素主要是形成碳化物，作為鋼中的強(qiáng)化相，細(xì)化晶粒，改善鋼的熱穩(wěn)定性。另外部分Cr元素也形成Cr的碳化物，作為鋼中強(qiáng)化相。
⑹、4Cr5MoSiV1鋼淬火加熱時(shí)，Cr、Si、Mn元素固溶于奧氏體中，Mo、V元素也隨其碳化物少量地固溶于奧氏體中，五元素共同作用顯著提高鋼的淬透性。淬火后五元素固溶于基體組織（馬氏體+殘余奧氏體）中，固溶強(qiáng)化基體組織，提高基體組織的回火穩(wěn)定性。高溫回火時(shí)，除Si元素仍固溶于基體組織中外，Cr、Mn、Mo、V元素以各種碳化物形式析出，這些碳化物的析出增加了鋼的硬度，但減弱了對(duì)基體組織的固溶強(qiáng)化作用，又削弱了鋼的硬度。
⑺、4Cr5MoSiV1鋼由于Cr、Mo、V元素的碳化物析出需要較高的溫度和較長(zhǎng)的時(shí)間，這有利于改善鋼的熱穩(wěn)定性。尤其是析出的碳化物向淬火時(shí)未溶的Mo、V元素的碳化物聚集時(shí)，更是需要較高的溫度和較長(zhǎng)的時(shí)間，這進(jìn)一步增強(qiáng)鋼的熱穩(wěn)定性。
⑻、4Cr5MoSiV1鋼回火析出的碳化物和淬火未溶的碳化物，與基體組織共同作用，使鋼產(chǎn)生一定的高溫強(qiáng)度、硬度與耐磨性。淬火時(shí)未溶的Mo、V元素的碳化物，阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，起細(xì)化晶粒的作用，使鋼產(chǎn)生良好的中韌性。
⑼、4Cr5MoSiV1鋼高溫回火時(shí)Cr、V、Mo元素的碳化物可從基體中析出，提高硬度，產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象。Cr元素還使鋼產(chǎn)生抗氧化性和耐蝕性。Mo元素可降低鋼的回火脆性，但也增加鋼的脫碳傾向。Si元素可提高鋼的彈性極限，但增加鋼的脫碳傾向。
⒉4Cr5MoSiV1鋼主要化學(xué)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鋼的熱處理工藝
4Cr5MoSiV1鋼相變點(diǎn)為：AC1860℃、Ac3915℃、Ar1775℃、Ar3815℃、Ms340℃、Mf215℃。
4Cr5MoSiV1鋼始鍛溫度1050~1100℃，終鍛溫度850~900℃，鍛造后坑中冷卻或砂中冷卻。
4Cr5MoSiV1鋼常見(jiàn)的熱處理工藝
熱處理工藝 工藝參數(shù) 硬度要求 工藝特點(diǎn)
不完全退火 加熱860~890℃，保溫5h，爐冷至500℃以下出爐空冷 97~229HBS Ac1850℃，Ac3910℃，加熱溫度在Ac1~Ac3線之間，以獲得粒狀珠光體+碳化物組織
不完全等溫退火 加熱860~890℃，保溫2h，740~760℃等溫4h，爐冷至500℃以下出爐空冷 197~229HBS Ac1850℃，Ac3910℃，加熱溫度在Ac1~Ac3線之間，在Ar1775℃線以下等溫，以獲得粒狀珠光體+碳化物組織
去應(yīng)力退火 加熱730~760℃，保溫3h，爐冷或空冷 ≤255HBS 消除殘余應(yīng)力，消除加工硬化
淬火 加熱1020~1050℃，保溫，油冷或空冷 56~58HRC 加熱時(shí)Cr、Si、Mn、Mo元素和少量V元素溶入奧氏體中，提高淬透性，改善回火穩(wěn)定性。未溶V元素的碳化物細(xì)化晶粒，改善強(qiáng)韌性與耐磨性
回火 加熱560~580℃，保溫2h，空冷。二次回火 47~49HRC 較高溫度回火，合金滲碳體及Cr、V、Mo元素的碳化物析出并聚集。產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)
氣體碳氮共滲 加熱570℃，保溫4h；再升溫600℃，保溫2h。爐冷至250℃出爐空冷或油冷。滲層深0.35mm(氨量500~550L/h，乙醇50~60滴/min) 1017~1090HV0.1 氯化劑為清潔劑，氯化鈣為催滲劑
⒋4Cr5MoSiV1鋼的應(yīng)用
4Cr5MoSiV1鋼廣泛地用于制造熱擠壓模、芯棒、模鍛用的鍛模、壓力機(jī)上的鍛模、精鍛機(jī)上的鍛模以及鋁、銅及其合金的壓鑄模。工作時(shí)4Cr5MoSiV1鋼自身溫度不宜超過(guò)℃。
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