4Cr5MoSiV1
4Cr5MoSiV1
執行標準 GB/T1299-2000
4Cr5MoSiV1
合金工具鋼簡稱合工鋼，是在碳工鋼的基礎上加入合金元素而形成的鋼種。
4Cr5MoSiV1
化學成分
碳（C）：含量在 0.32% - 0.45% 之間，碳是決定鋼硬度和強度的關鍵元素。此含量范圍能保證鋼在熱處理后獲得足夠的硬度和強度，同時又具有一定的韌性。
硅（Si）：含量為 0.80% - 1.20%，硅可以提高鋼的強度和硬度，增強鋼的抗氧化性和抗脫碳能力，有助于鋼在高溫環境下保持性能穩定。
錳（Mn）：含量為 0.20% - 0.50%，錳能提高鋼的淬透性，使鋼在淬火時能夠更均勻地硬化，同時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、耐腐蝕性和淬透性。它能形成穩定的碳化物，提高鋼的強度和硬度，并且在鋼表面形成一層致密的氧化膜，增強鋼的抗氧化能力。
鉬（Mo）：含量為 1.10% - 1.75%，鉬能細化晶粒，提高鋼的熱強性、回火穩定性和韌性。在高溫下，鉬能保持鋼的硬度和強度，使模具在熱加工過程中性能穩定。
釩（V）：含量為 0.80% - 1.20%，釩能形成細小彌散的碳化物，提高鋼的硬度、耐磨性和熱硬性。同時，它還能細化晶粒，改善鋼的韌性和塑性。
磷（P）、硫（S）：均為雜質元素，要求磷不超過 0.030%，硫不超過 0.030%。它們的含量過高會降低鋼的韌性、塑性和抗疲勞性能，影響鋼的質量和使用壽命。
物理性能
密度：約為 7.85g/cm3 。
熱膨脹系數：在 20 - 100℃時約為 11.6×10??/℃，在 20 - 600℃時約為 12.6×10??/℃。熱膨脹系數適中，使模具在溫度變化時尺寸變化相對較小，保證了模具的精度。
熱導率：在 20℃時約為 29.3W/(m?K)，在 600℃時約為 27.2W/(m?K)。良好的熱導率有助于模具在熱加工過程中快速散熱，避免局部過熱導致性能下降。
力學性能
硬度：退火態硬度一般為 180 - 229HB；淬火回火后硬度可達 HRC 48 - 54，具體硬度值可根據熱處理工藝進行調整。
強度：具有較高的抗拉強度和屈服強度。抗拉強度一般在 1200 - 1500MPa 之間，屈服強度約為 1000 - 1300MPa，能承受較大的壓力和沖擊力。
韌性：沖擊韌性較好，室溫下沖擊功一般在 30 - 50J/cm2 之間，使模具在受到沖擊載荷時不易發生開裂和斷裂。
主要特性
高的熱強性和熱穩定性：在高溫下能保持較高的強度和硬度，不易發生變形和軟化，適合在高溫環境下工作的模具，如壓鑄模具、熱擠壓模具等。
良好的韌性和抗疲勞性能：能夠承受反復的沖擊和載荷，減少疲勞裂紋的產生，提高模具的使用壽命。
優異的耐磨性：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量和性能穩定性。
熱處理變形小：經過適當的熱處理工藝，模具的尺寸變化較小，有利于保證模具的精度。
熱處理工藝
鍛造：加熱溫度為 1050 - 1100℃，始鍛溫度為 1000 - 1050℃，終鍛溫度不低于 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：預熱溫度為 750 - 800℃，淬火溫度為 1020 - 1050℃，油冷或分級淬火。
回火：回火溫度通常在 550 - 650℃，回火次數一般為 2 - 3 次。回火的目的是消除淬火應力，提高鋼的韌性和尺寸穩定性。
應用領域
壓鑄模具：是制造鋁合金、鎂合金、鋅合金等有色金屬壓鑄模具的材料。在壓鑄過程中，模具需要承受高溫、高壓和高速金屬液的沖刷，4Cr5MoSiV1 鋼的熱強性、熱穩定性和耐磨性能夠滿足這些要求，延長模具的使用壽命。
熱擠壓模具：適用于金屬熱擠壓工藝，如擠壓銅管、鋁管、鋼材等。在熱擠壓過程中，模具需要承受高溫和巨大的壓力，該鋼的高強度、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、機械零件等的模具。在熱鍛過程中，模具需要承受高溫和沖擊載荷，4Cr5MoSiV1 鋼的性能能夠滿足熱鍛模具的使用要求。
其他領域：還可用于制造塑料模具、橡膠模具等，在這些領域中，它的良好綜合性能也能發揮重要作用。
