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    4Cr5MoSiV1熱作模具鋼(AISI-H13,T20502)

    4Cr5MoSiV1鋼是含Cr5%的中合金熱作模具鋼的代表性鋼號,在目前是我國應用最廣泛的熱作模具鋼,它是在 4Cr5MoSiV的基礎上稍稍增加Mo和V含量而成,與 4Cr5MoSiV相比性能基本相同,某些性能有所改善,尤其是抗熱疲勞和耐磨性。釩碳化合物的分散性也好。該鋼也具有二次硬化效應,抗回火性能較好,在高溫(600℃左右)仍能保持較高的硬度和強度。淬透性好,可空冷硬化。其突出的優點是抗熱疲勞性能和抗鋁液溶損性好,在熱加工工序間可安全地用水冷卻。由于含V量高,耐磨性好。已成為鋁合金、鎂合金壓鑄模成形零件的常用材料。該鋼有良好的滲氮工藝性能,滲氮后可進一步提高耐磨性和耐蝕性。壓鑄模成形零件最終經滲氮處理已成世界潮流,但我國至今還不普遍。該鋼易遭氫脆。

    4Cr5MoSiV1鋼源自美國的H13(ASTM、AISI),1985年已納入我國合金工具鋼標準。世界各國都有同類型鋼種鋼號,如國內應用較多的瑞典ASSAB公司的8402,8407,瑞典的2242(SIS),英國的BH13(BS),日本的SKD61(JIS),大同特鋼的DHA1,日本金屬公司的DAC、FDAC。大韓民國的STD61(KS),德國的X40CrMoV5-l(DIN),葛利茲特鋼的1.2344系列,法國的X40CrM〇V5(NF),奧地利百祿公司的W302,俄國的4X5M01C(rOCD,法國阿賽洛集團的AH-61(原USINOR)等等,不勝枚舉。

    4Cr5MoSiVl鋼的用途與 4Cr5MoSiV鋼相同,由于性能較好,應用更廣泛和普遍。

    1.化學成分

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)化學成分

    2.物理性能

    表5-65 臨界溫度

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)臨界溫度

    表5-66 線膨脹系數

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)線膨脹系數

    表5-67 熱導率

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)熱導率)

    3.熱加工

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)熱加工4.熱處理

    (1)預先熱處理

    圖5-62 4Cr5MoSiV1鋼的鍛后退火工藝

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)鍛后退火工藝

    圖5-63 4Cr5MoSiV1鋼去應力退火工藝

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)去應力退火工藝

    表5-69 退火后的硬度和組織

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)退火后的硬度和組織

    (2)淬火

    圖5-64 4Cr5MoSiV1鋼的奧氏體等溫轉變曲線

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)奧氏體等溫轉變曲線

    試驗用鋼成分(質量分數%):C0.40,Si1.05,Cr5.0,Mo1.35,V1.10:奧氏體化溫度1010℃

    圖5-65 4Cr5MoSiV1鋼淬火溫度與硬度、晶粒度的關系

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)淬火溫度與硬度、晶粒度的關系

    表5-70 淬火規范

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)淬火規范

    (3)回火

    圖5-66 4Cr5MoSiV1鋼回火硬度曲線

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)回火硬度曲線

    (1020℃油淬、兩次回火)

    圖547 4Cr5MoSiV1鋼淬火和回火后的變形率

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)淬火和回火后的變形率

    圖5-68 4Cr5MoSiV1鋼不同溫度回火后的室溫力學性能

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)不同溫度回火后的室溫力學性能

    (1020℃油禪,兩次回火)

    表5-71 回火溫度與硬度的關系

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)回火溫度與硬度的關系

    注:試驗用鋼成分:C0.42,Si0.99,Mn0.42,Cr5.19,Mo1.64,V1.01,P0.02,S0.005。

    試樣淬火1050±10℃油冷,硬度57.4~60.3HRC。

    真空電弧爐重熔(VAR)或電渣重溶(ESR)的 4Cr5MoSiV1鋼具有比普通電弧爐(大氣)培煉的鋼有更好的純凈度和組織均勻性,縱向和橫向的性能差異小,特別是疲勞性能和沖擊籾度有明顯的提高。因此,在生產大截面尺寸的 4Cr5MoSiV1鋼和要求橫向性能具有較高延性,沖擊韌度和耐疲勞的 4Cr5MoSiV1鋼時,一定要用VAR或ESR方法精煉。值得強調指出的是,韌度和耐疲勞性能的提高并不是犧牲(降低)硬度獲得的,因而不影響耐磨性。提高鋼的純凈度和各向同性,對鋼的導熱性也有正面的積極作用,導熱性好可使模具更快地散熱,保持模具成形零件的硬度不降低,從而延長模具使用壽命。VAR精煉的鋼材在多向同性和純凈度方面都優于電渣重熔(ESR)的鋼材。

    表5-72 大氣熔煉和電渣重熔的美國H13鋼橫向力學性能比較

    大氣熔煉和電渣重熔的美國H13鋼橫向力學性能比較

    注:1.試樣取自圓棒料(大氣溶煉¢335mm,電渣重熔¢457mm)的1/2半徑外。

    2.試樣1010℃油泮,588℃X2次回火,硬度48HRC。

    表5-73 4Cr5MoSiV1(H13)的典型縱向室溫力學性能

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)典型縱向室溫力學性能

    注:圓棒料,從1010℃(1850°F)油淬并二次回火,在指定溫度保持2+2小時。

    表5-74 4Cr5MoSiV1(H13)鋼棒料(a)的縱向瞬時抗拉性能

    4Cr5MoSiV1(H13)棒料的縱向瞬時抗拉性能

    注(a)從1010℃油淬并二次回火到指定硬度。

    (b)在527℃回火2X2h。

    (c)在575℃回火2X2h。

    (d)在605℃回火2X2h。

    表5-75 在不同溫度回火的H13( 4Cr5lloSiV1)棒料的縱向沖擊韌度

    在不同溫度回火的H13( 4Cr5lloSiV1)棒料的縱向沖擊韌

    ①從1010℃:空冷,并二次回火,在指定溫度下各回火2h;②室溫;③565℃。

    圖5-69 4Cr5MoSiV1鋼高溫力學性能

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)高溫力學性

    (1020℃油淬,580℃兩次回火)

    圖5-70 4Cr5MoSiV1鋼回火穩定性曲線

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)回火穩定性曲線

    1-- 4Cr5MoSiV1;2-- 4Cr5MoSiV;3-- 4Cr5M2VSi;4-- 4Cr5Mo2MnVSi;5-- 4Cr5WMoSiV。

    圖5-71 H13(Cr5MoSiVl)的典型熱硬度

    試樣從1010℃油淬并兩次回火,在指定溫度下回火2次2h

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)典型熱硬度

    表5-76 疲勞極限

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)疲勞極限

    表5-77 回火規范

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)回火規范

    ①通次回火,第二次回火溫度應比第一次低20℃。

    (4)表面處理

    4Cr5MoSiV1鋼(H13)表面處理

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    發表時間:2016/10/12 11:39:31打印此頁 推薦給好朋友 收藏此頁
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