5Cr4Mo3SiMnVAl鋼的特性、化學(xué)成分、熱處理工藝及應(yīng)用
5Cr4Mo3SiMnVAl鋼為冷熱兼用的基體鋼，是在6Cr4W3Mo2VNb鋼的基礎(chǔ)上調(diào)整C、W、Mo、Nb元素的成分，同時加入Si、Mn、Al元素而研制成的。
⒈5Cr4Mo3SiMnVAl鋼的特性
⑴、5Cr4Mo3SiMnVAl鋼中加入Cr元素，主要是提高鋼的淬透性，同時固溶強化基體組織并改善基體組織的回火穩(wěn)定性，另外形成Cr的碳化物，作組織中的強化相，提高鋼的強度、硬度和耐磨性。
⑵、5Cr4Mo3SiMnVAl鋼中加入Mo、V元素，主要形成碳化物，在作組織中的強化相，提高鋼的強度、硬度和耐磨性的同時，細化晶粒，提高鋼的韌性。
⑶、5Cr4Mo3SiMnVAl鋼在奧氏體化時，Mo、V元素可隨其碳化物少量地固溶于奧氏體中進一步提高鋼的淬透性，同時冷卻后存在于基體組織中，強化基體組織和提高鋼的回火穩(wěn)定性。
⑷、5Cr4Mo3SiMnVAl鋼中加入Si、Mn元素，主要是提高鋼的淬透性，同時固溶強化基體組織并改善基體組織的回火穩(wěn)定性。Si、Mn元素存在易引起鋼的過熱敏感性和脫碳傾向，故加熱時需加以防護。另外Si元素還可改善碳化物的分布與形態(tài)，還能夠提高鋼的彈性極限。
⑸、5Cr4Mo3SiMnVAl鋼中的Al元素主要形成其氮化物，起細化晶粒、改善韌性和彌散強化作用。在做冷作模具時，其韌性高于Cr12鋼；在做熱作模具時，其高溫強度和抗熱疲勞性能高于3Cr2W8鋼。
⑹、同高速鋼一樣5Cr4Mo3SiMnVAl鋼也具有二次淬火和二次硬化現(xiàn)象。
⑺、由于5Cr4Mo3SiMnVAl鋼中碳含量較低，耐磨性稍差些，故常對由此鋼所制造的模具進行表面化學(xué)熱處理，以提高表面性能。
⑻、5Cr4Mo3SiMnVAl鋼中合金元素含量較高，導(dǎo)熱性差，變形坑力大，熱加工困難，鋼錠開坯時應(yīng)小變形多次鍛造。鋼錠上錘后，先輕錘快鍛，待鑄態(tài)組織改善后重錘鍛打，但不可連續(xù)重錘快打，以免心部溫度上升過高而出現(xiàn)內(nèi)裂。
⒉5Cr4Mo3SiMnVAl鋼主要化學(xué)成分
0.47%~0.57%C、0.80%~1.10%Si、0.80%~1.10%Mn、3.80%~4.30%Cr、2.80%~3.40%Mo、0.80%~1.20%V、0.30%~0.70%Al、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊5Cr4Mo3SiMnVAl鋼的熱處理工藝
5Cr4Mo3SiMnVAl鋼相變點為：AC1837℃、Ac3902℃、Ms277℃。
5Cr4Mo3SiMnVAl鋼始鍛溫度1050~1080℃，終鍛溫度850℃，鍛造后坑中冷卻或砂中冷卻。
5Cr4Mo3SiMnVAl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850~870℃，保溫3h，710~720℃等溫，保溫5h，爐冷至550℃以下出爐空冷 197~229HBS Ac1837℃，Ac3902℃，加熱溫度應(yīng)在Ac1~Ac3線之間，等溫溫度低于Ar1727℃線以下，以獲得粒狀珠光體+碳化物組織
淬火 預(yù)熱800~850℃，加熱1120~1140℃，保溫，油冷 61~63HRC 加熱溫度高于Ac3線以下，Cr、Mn、Si元素和少量V、Mo、Al元素的溶解，提高淬透性，改善回火穩(wěn)定性。未溶的V、Mo元素的碳化物及Al的氮化物細化了晶粒，保持強韌性，同時提高硬度與耐磨性
 預(yù)熱800~850℃，加熱1090~1120℃，保溫，油冷  
 預(yù)熱800~850℃，加熱1090~1120℃，保溫，油冷  
回火 加熱620~630℃，保溫2h，空冷。二次回火
加熱580~600℃，保溫2h，空冷。二次回火
加熱510~530℃，保溫2h，空冷。二次回火 42~44HRC
52~54HRC
60~62HRC 高溫回火，Mo、V元素碳化物的析出會增加二次硬化效應(yīng)。同時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，出現(xiàn)二次淬火現(xiàn)象
高溫淬火采用高溫回火，低溫淬火采用低溫回火
⒋5Cr4Mo3SiMnVAl鋼的應(yīng)用
目前，5Cr4Mo3SiMnVAl鋼已成功應(yīng)用于制造軸承熱擠壓沖頭模具、傳動桿熱鐓模具以及標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)所用的冷沖模等。
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