4Cr3Mo3VSi
4Cr3Mo3VSi鋼材是高壽命的鉻-鉬-釩熱作合金工具鋼,具有均一的機(jī)械加工性;良好的熱處理特性。
化學(xué)成分
碳(C):含量為 0.32% - 0.42%,碳是影響鋼硬度和強(qiáng)度的關(guān)鍵元素,此含量范圍有助于在保證一定強(qiáng)度的同時(shí),使鋼具備較好的韌性和可加工性。
硅(Si):0.80% - 1.20%,硅能提高鋼的強(qiáng)度和硬度,增強(qiáng)鋼的抗氧化性和抗脫碳能力,有助于在高溫環(huán)境下保持模具的性能。
錳(Mn):≤0.40%,錳可以提高鋼的淬透性和強(qiáng)度,同時(shí)還能改善鋼的熱加工性能,但含量過高可能會(huì)導(dǎo)致韌性下降。
鉻(Cr):2.80% - 3.30%,鉻能顯著提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性,增加鋼的淬透性,使模具在使用過程中抵抗磨損和腐蝕的能力增強(qiáng)。
鉬(Mo):2.80% - 3.30%,鉬能細(xì)化晶粒,提高鋼的熱強(qiáng)性、回火穩(wěn)定性和韌性,在高溫下保持模具的強(qiáng)度和硬度。
釩(V):0.25% - 0.75%,釩能形成細(xì)小彌散的碳化物,提高鋼的硬度、耐磨性和熱硬性,同時(shí)細(xì)化晶粒,改善鋼的韌性和塑性。
磷(P):≤0.030%,硫(S):≤0.030%,它們是有害雜質(zhì)元素,含量越低,鋼的純凈度越高,性能越穩(wěn)定。
物理性能
密度:約為 7.85g/cm3 。
熱膨脹系數(shù):在 20 - 600℃范圍內(nèi),熱膨脹系數(shù)約為 (11.5 - 12.5)×10??/℃,這使得模具在溫度變化時(shí)尺寸變化相對(duì)較小,保證了模具的精度。
熱導(dǎo)率:熱導(dǎo)率約為 28 - 32W/(m?K),較好的熱導(dǎo)率有助于模具在工作過程中散熱,避免局部過熱導(dǎo)致性能下降。
力學(xué)性能
硬度:退火態(tài)硬度≤229HB,淬火回火后硬度可達(dá) HRC 47 - 52,高硬度保證了模具的耐磨性和抗壓能力。
強(qiáng)度:抗拉強(qiáng)度≥1500MPa,屈服強(qiáng)度≥1300MPa,能承受較大的工作壓力和沖擊力。
韌性:沖擊韌性較好,在室溫下沖擊功≥20J,使模具在受到?jīng)_擊載荷時(shí)不易發(fā)生斷裂。
主要特性
高的熱強(qiáng)性和熱穩(wěn)定性:在高溫下能保持較高的強(qiáng)度和硬度,不易發(fā)生變形和軟化,適合在高溫環(huán)境下工作的模具。
良好的韌性:具有較好的抗沖擊性能,能承受較大的沖擊載荷,減少模具在使用過程中出現(xiàn)開裂的風(fēng)險(xiǎn)。
優(yōu)異的耐磨性:合金元素的合理配比使其具有良好的耐磨性能,延長了模具的使用壽命。
較好的淬透性:能夠在較大尺寸的模具中獲得均勻的組織和性能,保證了模具整體的質(zhì)量。
熱處理工藝
鍛造:加熱溫度 1100 - 1150℃,始鍛溫度 1050 - 1100℃,終鍛溫度≥850℃,鍛造后緩冷。
退火:加熱至 850 - 870℃,保溫 2 - 4h,以≤30℃/h 的速度冷卻至 600℃以下出爐空冷,退火后硬度≤229HB。
淬火:預(yù)熱溫度 750 - 800℃,淬火溫度 1020 - 1050℃,油冷或分級(jí)淬火。
回火:回火溫度 580 - 620℃,回火 2 - 3 次,每次保溫 2 - 3h。
應(yīng)用領(lǐng)域
壓鑄模具:如鋁合金、鎂合金等有色金屬的壓鑄模具,能夠承受高溫金屬液的沖刷和壓力,保證模具的精度和使用壽命。
熱擠壓模具:用于金屬熱擠壓工藝,可承受高溫高壓和劇烈的摩擦,滿足熱擠壓生產(chǎn)的要求。
熱鍛模具:在熱鍛過程中,模具需要承受巨大的沖擊力和高溫,該鋼種的高韌性和熱強(qiáng)性使其成為理想的選擇。