4Cr3Mo2WVMn鋼的特性、化學(xué)成分、熱處理工藝及應(yīng)用
4Cr3Mo2WVMn鋼是在研制4Cr3Mo2NiVNb鋼時以Mn元素代替鋼中的Ni元素、以W元素代替鋼中的Nb元素而研制成的熱作模具鋼。
⒈4Cr3Mo2WVMn鋼的特性
⑴、4Cr3Mo2WVMn鋼中加入Cr、Si、Mn元素主要作用是提高鋼的淬透性，加入Mo、V、W元素主要作用是形成各種碳化物，作為鋼中的強(qiáng)化相。
⑵、4Cr3Mo2WVMn鋼淬火加熱時，Cr、Si、Mn元素幾乎全部溶入奧氏體，Mo、V、W元素隨其碳化物部分溶入奧氏體中，它們共同作用，提高鋼的淬透性。
⑶、未固溶的Mo、V、W元素的碳化物保持細(xì)小顆粒狀均勻分布于奧氏體中，尤其是是V元素碳化物分布于奧氏體晶界上，與Mo、W元素的碳化物一起，阻止奧氏體晶粒的長大，起到細(xì)化奧氏體晶粒的作用，保持鋼具有較高的強(qiáng)韌性。
⑷、4Cr3Mo2WVMn鋼淬火后固溶于奧氏體中的Cr、Si、Mn、Mo、V、W元素，又固溶于由馬氏體與殘余奧氏全所組成的基體組織中，固溶強(qiáng)化基體組織，并提高基體組織的回火穩(wěn)定性。
⑸、4Cr3Mo2WVMn鋼高溫回火時，除Si元素仍固溶于基體組織（鐵素體）中并強(qiáng)化基體組織（鐵素體）外，Cr、Mn、Mo、V、W元素以各種碳化物的形式從基體組織中析出、聚集并轉(zhuǎn)化為更為穩(wěn)定的碳化物。尤其是Mo、V、W元素碳化物的析出，可提高鋼的硬度過與耐磨性，產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象，但會削弱基體組織的強(qiáng)度與硬度。Cr、Mn、Mo、V、W元素碳化物的析出、聚集并轉(zhuǎn)化，需要經(jīng)較高溫度和長時間的回火，這便形成了鋼的回火穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。
⑹、4Cr3Mo2WVMn鋼中未溶的Mo、V、W元素的碳化物與析出的Cr、Mn、Mo、V、W元素的各種碳化物皆具有較高的硬度和熔點，且均勻分布于基體組織上，同基體組織共同作用，形成鋼所具有的高熱強(qiáng)性、熱硬性、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐熱疲勞性能。
⑺、4Cr3Mo2WVMn鋼中加入大量Cr可改善鋼的抗氧化性與耐蝕性。
⑻、Mo、Mn元素的加入可增加鋼的脫碳傾向。Mo元素可降低鋼的回火脆性。
⒉4Cr3Mo2WVMn鋼主要化學(xué)成分
0.35%~0.44%c、2.40%~2.80%Cr、1.80%~2.20%Mo、0.20%~0.40%Si、1.00%~1.3%V、0.90%~1.20%Mn、1.00%~1.30%W、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊4Cr3Mo2WVMn鋼的熱處理工藝
4Cr3Mo2WVMn鋼相變點為：AC1770℃、Ms320℃。
4Cr3Mo2WVMn鋼始鍛溫度1100~1150℃，終鍛溫度850~900℃，鍛造后坑中冷卻或砂中冷卻。
4Cr3Mo2WVMn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
不完全等溫退火 加熱840~860℃，保溫4h，720℃等溫5h，爐冷至500℃以下出爐空冷 217~248HBS 加熱溫度在Ac1~Ac3線之間，以獲得粒狀珠光體+碳化物組織
淬火 加熱1050~1100℃，保溫，油冷 ≥50HRC 加熱時Cr、Mo、Mn、W元素及少量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570~650℃，保溫2h，空冷。二次回火 45~50HRC 較高溫度回火，合金滲碳體及Mo、W、V元素的碳化物析出并聚集，出現(xiàn)二次硬化
⒋4Cr3Mo2WVMn鋼的應(yīng)用
4Cr3Mo2WVMn鋼常替代4Cr3Mo2NiVNb鋼，制造黑色金屬的熱擠壓模和壓鑄模。工作時自身溫度不宜超過650℃。
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