熱作模具鋼4Cr5MoSiV的特性、化學成分、熱處理工藝及應用
4Cr5MoSiV鋼（美國牌號H11，德國牌號1.2343）是一種空冷硬化的熱作模具鋼。
⒈4Cr5MoSiV鋼的特性
⑴、4Cr5MoSiV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，作為鋼中的強化相，細化晶粒，改善鋼的熱穩定性。另外部分Cr元素也形成Cr的碳化物，作為鋼中強化相。
⑵、4Cr5MoSiV鋼淬火加熱時，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，固溶強化基體組織，提高基體組織的回火穩定性。高溫回火時，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，但減弱了對基體組織的固溶強化作用，又削弱了鋼的硬度。
⑶、4Cr5MoSiV鋼由于Cr、Mo、V元素的碳化物析出需要較高的溫度和較長的時間，這有利于改善鋼的熱穩定性。尤其是析出的碳化物向淬火時未溶的Mo、V元素的碳化物聚集時，更是需要較高的溫度和較長的時間，這進一步增強鋼的熱穩定性。
⑷、4Cr5MoSiV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，使鋼產生一定的高溫強度、硬度與耐磨性。淬火時未溶的Mo、V元素的碳化物，阻止奧氏體晶粒的長大，起細化晶粒的作用，使鋼產生良好的中韌性。
⑸、4Cr5MoSiV鋼高溫回火時Cr、V、Mo元素的碳化物可從基體中析出，提高硬度，產生二次硬化現象。Cr元素還使鋼產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。
⑹、與 5CrNiMo鋼相比，4Cr5MoSiV鋼熱穩定性、熱強性、淬透性和熱疲勞性能優于5CrNiMo鋼，尤其是淬火變形較小。
⒉4Cr5MoSiV鋼主要化學成分
0.33%~0.43%C、4.75%~5.50%Cr、1.10%~1.60%Mo、0.80%~1.20%Si、0.30%~0.60%V、0.20%~0.50%Mn、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊4Cr5MoSiV鋼的熱處理工藝
4Cr5MoSiV鋼相變點為：AC1853℃、Ac3912℃、Ar1720℃、Ar3773℃、Ms310℃、Mf103℃。
4Cr5MoSiV鋼始鍛溫度1070~1100℃，終鍛溫度850~900℃，鍛造后坑中冷卻或砂中冷卻。
4Cr5MoSiV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
不完全退火 加熱845~900℃，保溫5h，爐冷至500℃以下出爐空冷 192~235HBS Ac1853℃，Ac3912℃，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845~900℃，保溫5h，710℃等溫3h，爐冷至500℃以下出爐空冷 192~235HBS Ac1853℃，Ac3912℃，加熱溫度在Ac1~Ac3線之間，在Ar1720℃線以下等溫，以獲得粒狀珠光體+碳化物組織
去應力退火 加熱730~760℃，保溫3h，爐冷或空冷 ≤255HBS 消除殘余應力，消除加工硬化
淬火 加熱1000~1030℃，保溫，油冷或空冷 53~55HRC 加熱時Cr、Si、Mn、Mo元素和少量V元素溶入奧氏體中，提高淬透性，改善回火穩定性。未溶V元素的碳化物細化晶粒，改善強韌性與耐磨性
回火 加熱530~580℃，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。產生二次硬化效應
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 氯化銨為清潔劑，氯化鈣為催滲劑
⒋4Cr5MoSiV鋼的應用
4Cr5MoSiV鋼常用于制造熱擠壓模、壓鑄模和壓力機鍛模以及塑料模具等。4Cr5MoSiV鋼有時也因其具有良好的中溫強度，常用于制造工作溫度在400~500℃的飛機、火箭上的結構件。工作時4Cr5MoSiV 鋼自身溫度不宜超過600℃。
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