5CrNiMo鋼的特性、化學成分、熱處理工藝及應用
5CrNiMo鋼是在中碳鋼的基礎上主要加入Cr、Ni、Mo三元素而研制成的。
⒈5CrNiMo鋼的特性
⑴、5CrNiMo鋼中碳含量保持在0.40%~0.60%，可獲得較高的強度與耐熱疲勞強度、一定的硬芳與耐磨性、良好的韌性與導熱性。
⑵、5CrNiMo鋼中加入Cr、Ni、Mo元素主要是提高鋼的淬透性，尤其是共同作用時，淬透性提高懸殊。如300mm*300mm*400mm的模具即可淬透。同時三元素固溶于鐵表體中起固溶強化作用。
⑶、5CrNiMo鋼中除Ni外， Cr、Mo元素還可固溶于Fe3C中形成（Fe、Cr、Mo）3C，改善其硬度，提高鋼的耐磨性。Ni元素還可強烈地改善鋼的韌性與耐熱疲勞性。
⑷、5CrNiMo鋼中的Mo元素可減少回火脆性和細化晶粒。
⑸、Cr、Mo元素共同作用顯著提高鋼的回火穩定性。
⑹、Cr、Ni元素的共同作用使鋼產生抗氧化物和耐蝕性。
⑺、5CrNiMo鋼淬火時，Cr、Ni、Mo三元素固溶于奧氏體中，提高鋼的淬透性。淬火后三元素固溶于基體組織中，固溶強化基體組織和提高基體組織的回火穩定性。回火時除Ni元素仍存在于基體組織中外，Cr、Mo元素以（Fe、Cr、Mo）3C碳化物析出。由于碳化物的析出及聚集需較高的回火溫度和較長的時間，這就形成了鋼的熱穩定性或耐熱性。析出的（Fe、Cr、Mo）3C碳化物 與淬火時未溶的少量Mo元素的碳化物，再加強韌性俱佳的基體組織，相互作用共同合作使鋼在一定溫度產生和保持一定強度、硬度過與耐磨性。
⑻、5CrNiMo鋼淬火時未溶的少量Mo元素的碳化物，阻止了奧氏體晶粒的長大，起到細化晶粒作用，使鋼產生良好強度與韌性。
⒉5CrNiMo鋼主要化學成分
0.40%~0.60%C、≤0.40%Si、0.50%~0.80%Mn、0.50%~0.80%Cr、0.15%~0.30%Mo、1.40%~1.80%Ni、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊5CrNiMo鋼的熱處理工藝
5CrNiMo鋼相變點為：AC1730℃、Ac3780℃、Ar1680℃、Ms210℃。
5CrNiMo鋼始鍛溫度1050~1100℃，終鍛溫度800~850℃，鍛造后坑中冷卻或砂中冷卻。
5CrNiMo鋼常見的熱處理工藝
熱處理工藝 工藝參數 硬度要求 工藝特點
普通退火 加熱760~780℃，保溫4h，爐冷至500℃以下出爐空冷 197~241HBS Ac1710℃，Ac3770℃，加熱溫度在Ac3線之上，得到珠光體組織+塊狀鐵素體
等溫退火 加熱850~870℃，保溫3h，650~680℃等溫，保溫5h，爐冷至550℃以下出爐空冷 197~241HBS Ac1710℃，Ac3770℃，加熱溫度在Ac3線之上，等溫溫度低于Ar1680℃，以獲得珠光體+鐵素體組織
去應力退火 加熱710~730℃，保溫3h，爐冷至550℃以下出爐空冷 197~255HBS 消除殘余應力，消除加工硬化
淬火 加熱820~850℃，保溫，油冷至150~180℃，出油，立即回火 54~58HRC 加熱時Cr、Mn、Si、Ni元素和Mo元素的碳化物溶入奧氏體中，提高淬透性，改善回火穩定性
 加熱880~900℃，油冷至150~180℃，出油，立即回火。420~550℃回火2h，二次。回火硬度38~47HRC 62HRC 提高溫度，有利于提高提高硬透性，提高馬氏體的硬度，增加耐磨性，增加回火穩定性
回火 模具工作部分 小型鍛模：加熱490~510℃，保溫2h，油冷。二次回火
中型鍛模：加熱520~540℃，保溫2h，油冷。二次回火
大型鍛模：加熱560~580℃，保溫2h，油冷。二次回火 44~47HRC
38~42HRC
34~37HRC 較高溫度回火，合金碳化物析出并聚集。工作部分回火溫度低些，有利于保持高硬度，增強耐磨性。燕尾部分回火溫度高些，有利于保持高韌性，防止燕尾部分出現裂紋
 燕尾部分 小型鍛模：加熱640~660℃，保溫2h，油冷。二次回火
中型鍛模：加熱620~640℃，保溫2h，油冷。二次回火 34~37HRC
31~35HRC 
下貝氏體等溫淬火 加熱840~860℃，160~180℃硝鹽浴分級，再轉入280~300℃硝鹽浴等溫2h 48~54HRC Ms230℃。降低高溫階段的熱應力和低溫階段的相變應力，減小變形與開裂，尤其是分級階段時產生的馬氏體，被隨后的等溫階段予以回火，避免淬火裂紋的產生
 加熱840~860℃，油冷至200℃左右，出油，轉入280~300℃硝鹽浴等溫2h  
液體滲鉻 加熱950℃，保溫4h，油冷。滲劑：15%Cr2O3+12.5%稀土硅鎂+72.5%硼砂 1498HV 滲層厚度：0.0081mm。提高表面硬度、耐磨性與耐蝕性
鉻釩共滲 加熱1050℃，保溫5h，空冷。滲劑：50%Fe-Cr+43%Al2O3+2%NH4Cl+5%V粉 2125HV 滲層厚度：0.020mm。提高表面硬度、耐磨性與耐蝕性
⒋5CrNiMo鋼的應用
5CrNiMo鋼適于制造形狀復雜的、沖擊載荷重的、大型或特大型的錘鍛模具（最小邊長≥400mm）。工作時5CrNiMo鋼自身的溫度以不超過400℃為宜，高于400℃時強度急劇下降，超過500℃時強度為室溫時的一半。
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