详细介绍: 4Cr3Mo2NiVNb(HD)钢
4Cr3Mo2NiVNb(HD)钢是为了适应700℃左右工作温度而研制的新型热作模具钢。HD钢是在4Cr3Mo3V钢的基础上,通过降低Mo、V的含量,加入质量分数为1%Ni和0.15%Nb,提高了钢的室温和高温韧性及热稳定性,在700℃仍可以保持40HRC的硬度。在硬度相同条件下,HD钢比3Cr2W8V钢的断裂韧度高50%,700℃高温时抗拉强度高70%、冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高出1倍和50%。HD钢用于黑色及有色金属人挤压模,使用寿命比3Cr2W8V钢有显著提高。
4Cr3Mo3NiVNbB(HD2)钢是HD钢的改进型,在保持HD钢高强度的基础上,进一步提高了韧性,获得了良好的室温与高温力学性能,并有良好的热稳定性及工艺性能,适用于加工铜管热挤压模的穿孔针。
(1)化学成分
HD钢化学成分(质量分数,%)
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Mo
|
Ni
|
V
|
Nb
|
P
|
S
|
0.35~0.45
|
≤0.35
|
≤0.40
|
2.50~3.00
|
1.80~2.20
|
0.80~1.20
|
1.00~1.40
|
0.10~0.25
|
≤0.030
|
≤0.030
|
(2)临界点 Ac1≈770℃,Ms≈320℃。
(3)热加工
HD钢锻造工艺规范
加热温度/℃
|
始锻温度/℃
|
终锻温度/℃
|
冷却方式
|
1100~1150
|
1000~1050
|
≥850
|
缓冷
|
(4)预备热处理
退火工艺、加热温度为840~860℃,保温4h,炉冷到550℃以下出炉空冷。
(5)淬火及回火
淬火温度为1130℃,油冷,硬度为53.5HRC。回火温度为650~700℃,硬度40~47HRC。
HD钢淬火温度与硬度、晶粒度的关系
淬火温度/℃
|
1050
|
1100
|
1130
|
1160
|
1180
|
1200
|
硬度HRC
|
50.5
|
53.5
|
53.5
|
56.0
|
56.0
|
56.5
|
晶粒度/级
|
-
|
11
|
10
|
8~9
|
7~8
|
7~8
|
不同温度回火时的硬度值
回火温度℃
钢种
|
300
|
400
|
500
|
530
|
560
|
590
|
620
|
650
|
700
|
HD钢
|
52.5
|
52.0
|
52.5
|
53.5
|
54.0
|
53.8
|
51.2
|
47.0
|
41.0
|
3Cr2W8V钢
|
51.0
|
51.0
|
51.4
|
52.3
|
51.5
|
51.8
|
50.0
|
46.0
|
34.0
|
注:淬火温度1130℃。
(6)力学性能。
HD钢与3Cr2W8V钢的室温、高温力学性能对比
热处理工艺
|
σ0.2 /MPa
|
ψ(%)
|
ak/J·㎝-2
|
HD
|
3Cr2W8V
|
HD
|
3Cr2W8V
|
HD
|
3Cr2W8V
|
1130℃淬火,650℃回火
|
1633
|
1463
|
32.4
|
41.8
|
38.8
|
-
|
1130℃淬火,700℃回火
|
1165
|
952
|
45.7
|
41.9
|
48.8
|
-
|
HD钢的高温力学性能
试验温度/℃
|
σ0.2/MPa
|
ψ(%)
|
ak/J·㎝-2
|
HD
|
3Cr2W8V
|
HD
|
3Cr2W8V
|
HD
|
3Cr2W8V
|
650
|
536.9
|
414
|
66.1
|
49.1
|
56/54
|
-
|
700
|
405.3
|
235
|
69.3
|
85.4
|
75/40
|
62/38
|
注:ak值中字母为硬度值(HRC)。
(7)实用应用
在相同的硬度条件下,HD钢比 3Cr2W8V钢的断裂韧度高50%,700℃高温短时抗拉强度高70%,冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高出1倍和50%。 HD 钢应用于钢质药管热挤压凸模、铜合金管材挤压底模和穿孔针,热挤压轴承环凸模与凹模、气门挤压底模等模具,使用寿命比3Cr2W8V钢提高。
HD钢应用效果
试用单位
|
模具名称
|
产品材料
|
HD钢寿命/支
|
3Cr2W8V寿命/支
|
上海铜厂
|
铜管挤压底模
|
70-1锡黄铜
|
420
|
150左右
|
上海铜厂
|
铜管挤压底模
|
10-1-1铁白铜
|
59
|
25左右
|
人民机械厂
|
热挤压凸模
|
低碳钢
|
420
|
150左右
|
沈阳有色金属加工厂
|
穿孔针
|
70-1锡黄铜
|
240
|
120
|
武汉气门厂
|
挤压底模
|
4Cr9Si2
|
2500
|
1500左右
|
上海浦江轴承厂
|
218轴承凸模
|
GCr15
|
10000
|
-
|
上海浦江轴承厂
|
218轴承凹模
|
GCr15
|
11000还可用
|
-
|
|