4Cr5W2VSi鋼的技術(shù)參數(shù)-特性、化學(xué)成分、熱處理工藝及應(yīng)用
4Cr5W2VSi鋼是一種空冷硬化的熱作模具鋼，是含Cr5%系列中鎢系鋼種，以W代替Mo，所以對脫碳不太敏感。在沒有保護(hù)氣氛或沒有良好脫碳防護(hù)措施的爐內(nèi)加熱顯出其優(yōu)越性。4Cr5W2VSi鋼具有較高的熱穩(wěn)定性（最高600~610℃），其韌性和抗熱疲勞性能稍低于4Cr5MoSiV鋼和4Cr5MoSiV1鋼，淬火變形傾向較大，4Cr5W2VSi鋼1977年納入我國合金工具鋼標(biāo)準(zhǔn)，沿用至今。國外同類型鋼號僅俄羅斯的4Х5В2ФС鋼，屬于較高熱穩(wěn)定性熱作模具鋼。法國有近似的3SCDWVSO5（AFNOR）鋼號。
⒈4Cr5W2VSi鋼的特性
⑴、4Cr5W2VSi鋼與4Cr5MoSiV鋼、4Cr5MoSiV1鋼相似，含碳量0.40%左右，含鉻量左右，故稱為5%鉻型熱作模具鋼。
⑵、4Cr5W2VSi鋼淬透性極高，直徑100mm的棒材在空冷淬火時即可完全淬透。
⑶、4Cr5W2VSi鋼中加入Cr、Si元素主要用來提高鋼的淬透性，部分Cr元素用來形成碳化物，作為強(qiáng)化相。加入W、V元素主要是用來形成碳化物，作為鋼中強(qiáng)化相，細(xì)化晶粒，提高鋼的熱強(qiáng)性、韌性、耐熱疲勞性和熱穩(wěn)定性。
⑷、4Cr5W2VSi鋼淬火加熱時，Cr、Si元素固溶于奧氏體中，W、V元素也隨其碳化物少量的固溶于奧氏體中，四元素共同作用，顯著提高鋼的淬透性。淬火后固溶于基體組織中，固溶強(qiáng)化基體組織，并提高基體組織的回火穩(wěn)定性。
⑸、4Cr5W2VSi鋼高溫回火時除Si元素繼續(xù)固溶于基體組織中固溶強(qiáng)化基體組織外，固溶的Cr、W、V元素會以各種碳化物的形式從基體組織中析出，增加鋼的硬度，出現(xiàn)二次硬化效應(yīng)，但碳化物的析出也削弱基體組織的強(qiáng)度性能。固溶的Cr、W、V元素以各種碳化物的形式從基體組織中析出并聚集是不容易的，需要以過較高的溫度和較長的時間，這便形成鋼的熱穩(wěn)定性。
⑹、析出的各種碳化物和未固溶的碳化物，與基體組織結(jié)合，共同作用形成鋼在高溫回火時仍具有較高的強(qiáng)度、一定的硬度和耐磨性。
⑺、未固溶的W、V元素的碳化物，在淬火加熱時，阻止奧氏體晶粒的長大，使鋼保持較高的強(qiáng)韌性與耐熱疲勞性能。
⑻、4Cr5W2VSi鋼中Si元素固溶于基體組織中可改善鋼的彈性極限，但增加鋼的脫碳傾向。
⑼、4Cr5W2VSi鋼中Cr元素可使鋼產(chǎn)生抗氧化性與耐蝕性。
⒉4Cr5W2VSi鋼主要化學(xué)成分
0.32%~0.42%C、0.80%~1.20%Si、≤0.40Mn、4.50%~5.50%Cr、1.60%~2.40%W、0.60%~1.00%V、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊4Cr5W2VSi鋼的熱處理工藝
4Cr5W2VSi鋼相變點為：AC1800℃、Ac3875℃、Ar1730℃、Ar3840℃、Ms275℃、Mf90℃。
4Cr5W2VSi鋼始鍛溫度1100~1180℃，終鍛溫度850~925℃，鍛造后坑中冷卻或砂中冷卻。
4Cr5W2SiV鋼常見的熱處理工藝
熱處理工藝 工藝參數(shù) 硬度要求 工藝特點
不完全退火 加熱860~880℃，保溫3h，爐冷至500℃以下出爐空冷 197~229HBS Ac1800℃，Ac3875℃，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860~880℃，保溫2h，710~730℃等溫4h，爐冷至500℃以下出爐空冷 197~229HBS Ac1800℃，Ac3875℃，加熱溫度在Ac1~Ac3線之間，在Ar1730℃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750~780℃，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1060~1080℃，保溫，油冷或空冷 56~58HRC 加熱時Cr、Si、Mn、W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
 加熱1030~1050℃，保溫，油冷 53~56HRC 
回火 第1次加熱590~610℃，保溫2h，空冷
第2次加熱570~590℃，保溫2h，空冷 48~52HRC 較高溫度回火，合金滲碳體及Cr、V、W元素的碳化物析出并聚集。產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)
 第1次加熱560~580℃，保溫2h，空
第2次加熱530~540℃，保溫2h，空冷 47~49HRC 
氮化 加熱530~550℃，保溫12~20h，氨氣分解率30%~60%，滲層0.12~0.20mm 650~1115HV 提高耐磨性、耐熱性和抗疲勞性能
⒋4Cr5W2VSi鋼的應(yīng)用
4Cr5W2VSi鋼主要用于制造形狀簡單的模具零件如鐓頭模成形針穿孔模管體擠壓用型胎等。工作時4Cr5W2VSi鋼自身溫度不宜超過600℃。
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