新型熱作模具鋼4Cr3Mo2NiVNb的特性及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2017-12-23 11:53:01點(diǎn)擊率:
4Cr3Mo2NiVNb鋼是為了適應(yīng)700℃左右工作溫度,在4Cr3Mo3V鋼的基礎(chǔ)上加入Ni、Nb元素并調(diào)低了Mo、V元素的成分而研制成的新型熱作模具鋼。 4Cr3Mo2NiVNb鋼主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為:0.35%~0.45%C、2.50%~3.00%Cr、1.80%~2.20%Mo、≤0.35%Si、1.00%~1.40%V、≤0.40%Mn、0.80%~1.20%Ni、0.10%~0.25%Nb、≤0.030%P、≤0.030%S。 其相變點(diǎn)為:AC1770℃、Ms320℃。 其始鍛溫度1000~1050℃,終鍛溫度850℃,鍛造后緩慢冷卻。 4Cr3Mo2NiVNb鋼中加入Cr、Ni、Si、Mn元素主要作用是提高鋼的淬透性,加入Mo、V、Nb元素主要作用是形成各種碳化物,作為鋼中的強(qiáng)化相。淬火加熱時(shí),Cr、Ni、Si、Mn元素幾乎全部溶入奧氏體中,Mo、V、Nb元素隨其碳化物部分溶入奧氏體中,提高鋼的淬透性。未固溶的Mo、V、Nb元素的碳化物細(xì)小顆粒狀均勻分布于奧氏體中,尤其是V、Nb元素碳化物分布于奧氏體晶界上,阻止奧氏體晶粒的長大,起到細(xì)化奧氏體晶粒的作用,保持鋼具有較高的強(qiáng)韌性。淬火后固溶于奧氏體中的Cr、Ni、Mn、Si、Mo、V、Nb元素,又固溶于馬氏體與殘余奧氏體所組成的基體組織中,固溶強(qiáng)化基體組織,并提高基體組織的回火穩(wěn)定性。高溫回火時(shí),除Ni、Si元素仍固溶于基體組織(鐵素體)中并強(qiáng)化基體組織(鐵素體)外,Cr、Mn、Mo、V、Nb元素以各種碳化物的形式從基體組織中析出、聚集并轉(zhuǎn)化為更為穩(wěn)定的碳化物。尤其是Mo、V、Nb元素碳化物的析出,可提高鋼的硬度與耐磨性,產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象,但會削弱基體組織的強(qiáng)度與硬度。Cr、Mn、Mo、V、Nb元素碳化物的析出、聚集并轉(zhuǎn)化,需要經(jīng)較高溫度和長時(shí)間的回火,這便形成了鋼的回火穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。未溶的Mo、V、Nb元素碳化物與析出的Cr、Mn、Mo、V、Nb元素各種碳化物皆具有較高的硬度和熔點(diǎn),且均勻地分布于基體組織上,現(xiàn)基體組織共同合作,相互作用,形成鋼所具有的高熱強(qiáng)性、熱硬性、耐磨性、熱穩(wěn)定性和耐熱疲勞性能。 4Cr3Mo2NiVNb鋼中加入大量的Cr、Nb可改善鋼的抗氧化性與耐蝕性。Nb元素的加入可改善鋼的耐熱疲勞性能和韌性。Mo元素可降低鋼的回火脆性。與3Cr2W8V鋼相比,在相同硬度下,4Cr3Mo2NiVNb鋼的斷裂韌度要高出50%,700℃高溫時(shí)抗拉強(qiáng)度要高出70%,冷熱疲勞抗力和熱磨損性能分別高出1倍和50%。 4Cr3Mo2NiVNb鋼具有較強(qiáng)的回火穩(wěn)定性,在700℃仍保持40HRC的硬度。 4Cr3Mo2NiVNb鋼常用來制造黑色金屬和有色金屬的熱擠壓模,如軸承和銅管的熱擠壓模,4Cr3Mo2NiVNb鋼也常用來制造輕金屬的壓鑄模。 工作時(shí)自身溫度不宜超過700℃。