4Cr5Mo2MnVSi
4Cr5Mo2MnVSi鋼的代號(hào)為Y10, 是中碳超高強(qiáng)度鋼和新型熱作模具鋼, 是可取代3Cr2W8V 鋼的新壓鑄模具鋼。其化學(xué)成分與 H13 鋼相似, 具有很好的淬透性, 鉬及釩合金元素對(duì)細(xì)化晶粒、提高熱透性和耐回火性有較大作用。4Cr5Mo2MnVSi鋼是一種空冷硬化型的熱作模具鋼, 是在 UHBQR080鋼的基礎(chǔ)上, 由我國(guó)自行研制的鋼種, 該鋼不含鈷, 增加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)約 2.17%鉻和0.99%硅, 錳和鉬含量略高, 釩含量稍低, 化學(xué)成分類似DH21鋼, 其熔煉、鍛造、可加工性良好, 淬透性高。
該鋼具有良好的機(jī)械加工性能和熱加工性能, 并具有良好的抗熱疲勞性能。與3Cr2W8V鋼相比, 該鋼還具有熱處理變形小、抗鋁溶損性能好等優(yōu)點(diǎn), 模具的使用壽命普遍比 3Cr2W8V 鋼制作的模具的使用壽命高一倍以上。推薦 Y10 鋼在淬火并回火至硬度40~46HRC 下使用。
化學(xué)成分
碳（C）：含量通常在 0.35% - 0.45%，碳是影響鋼硬度和強(qiáng)度的重要元素，該含量范圍能在保證鋼具有一定硬度和強(qiáng)度的同時(shí)，也具備較好的韌性和可加工性。
硅（Si）：含量為 0.8% - 1.2%，硅可以提高鋼的強(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）：含量約 0.25% - 0.70%，錳能提高鋼的淬透性，增加鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體組織的能力，同時(shí)還能改善鋼的熱加工性能。
鉻（Cr）：含量為 4.75% - 5.50%，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(guò)程中能更好地抵抗磨損和腐蝕。
鉬（Mo）：含量為 1.10% - 1.75%，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）：含量為 0.30% - 0.80%，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。
物理性能
密度：約為 7.85g/cm3，與大多數(shù)合金鋼的密度相近。
熱膨脹系數(shù)：在不同溫度區(qū)間有所變化，但整體處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍，例如在室溫到 600℃的范圍內(nèi)，熱膨脹系數(shù)約為 (11 - 12)×10??/℃，這使得模具在溫度變化時(shí)尺寸變化相對(duì)較小，保證了模具的精度和穩(wěn)定性。
熱導(dǎo)率：具有一定的熱傳導(dǎo)能力，在室溫下熱導(dǎo)率約為 25 - 30W/(m?K)，良好的熱導(dǎo)率有助于模具在熱加工過(guò)程中快速散熱，避免局部過(guò)熱，從而延長(zhǎng)模具的使用壽命。
力學(xué)性能
硬度：經(jīng)過(guò)淬火和回火處理后，硬度可以達(dá)到 HRC 48 - 54，能夠滿足模具在工作過(guò)程中對(duì)耐磨性和抗壓強(qiáng)度的要求。
強(qiáng)度：具有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度一般在 1200 - 1500MPa 之間，屈服強(qiáng)度約為 1000 - 1300MPa，能夠承受較大的壓力和沖擊力。
韌性：由于合金元素的合理配比，該鋼具有較好的韌性，沖擊韌性值一般在 30 - 50J/cm2 之間，良好的韌性使得模具在受到?jīng)_擊載荷時(shí)不易發(fā)生開(kāi)裂和斷裂。
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，如壓鑄模具、熱擠壓模具等。
良好的韌性和抗疲勞性能：能夠承受反復(fù)的沖擊和載荷，減少疲勞裂紋的產(chǎn)生，提高模具的使用壽命。
優(yōu)異的耐磨性：合金元素形成的碳化物彌散分布在基體中，提高了鋼的耐磨性，使模具在與工件的摩擦過(guò)程中能有效抵抗磨損。
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)量和性能穩(wěn)定性。
熱處理工藝
淬火：淬火溫度一般在 1020 - 1050℃，油冷淬火。淬火過(guò)程中要嚴(yán)格控制加熱速度和保溫時(shí)間，以確保鋼的組織均勻性和性能穩(wěn)定性。
回火：回火溫度通常在 550 - 650℃，回火次數(shù)一般為 2 - 3 次。回火的目的是消除淬火應(yīng)力，提高鋼的韌性和尺寸穩(wěn)定性。不同的回火溫度會(huì)對(duì)鋼的硬度和韌性產(chǎn)生不同的影響，需要根據(jù)模具的具體使用要求進(jìn)行調(diào)整。
應(yīng)用領(lǐng)域
壓鑄模具：可用于制造鋁合金、鎂合金等有色金屬的壓鑄模具。在壓鑄過(guò)程中，模具需要承受高溫、高壓和高速金屬液的沖刷，該鋼的熱強(qiáng)性、熱穩(wěn)定性和耐磨性能夠滿足這些要求，延長(zhǎng)模具的使用壽命。
熱擠壓模具：適用于金屬熱擠壓工藝，如擠壓銅管、鋁管等。在熱擠壓過(guò)程中，模具需要承受高溫和巨大的壓力，該鋼的高強(qiáng)度、高韌性和良好的耐磨性能夠保證模具的正常工作。
熱鍛模具：用于制造熱鍛模具，如鍛造汽車零部件、航空航天零部件等的模具。在熱鍛過(guò)程中，模具需要承受高溫和沖擊載荷，該鋼的性能能夠滿足熱鍛模具的使用要求。
