热作模具钢的种类、特点和应用

小黄豆

近几年来，我国在研制开发新型模具钢方面做了大量工作，并对部分国外优良热作模具钢进行了国产化研究，为市场提供了优质价廉的模具钢。下面简单介绍热作模具钢的种类和应用进展概况。
' I: F; q) Y" q# Z% b: ?　　1．已纳入国家标准热作模具钢
: b; b' o- N+ L- ^+ X; }　　热作模具钢系列已纳入国家标准《GB/T1299-2000合金工具钢》，按主要化学成分可分为W系，Cr-Mo系，Cr-W-Mo系等类型。
; u6 V% w- i% G; n" S' N　　3Cr2W8V（H21）钢，具有高热强性、高热稳定性、良好的耐磨性和工艺性能，工作温度达到650℃。缺点：碳化物偏析严重，塑性、韧性、导热性、抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能较差。我国20世纪50年代从前苏联引进，使用寿命不长，且合金度高，成本高，目前国外已基本淘汰。我国由于受钢种和技术上的限制，目前，仍在大批生产和使用。
8 Q6 d5 W! h' I5 z" X　　4Cr5MoSiV（H11）及4Cr5MoSiV1（H13）钢高淬透性和淬硬性、高韧性、高热强性和耐磨性，使用温度590钢中碳化物细小分布均匀，抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能好，冷热加工性能好。H13钢（H11钢的改进型）是目前国内热镦锻钢、冷镦模套的主要材料，也是通用性强的热作模具钢，是代替3Cr2W8V钢的理想钢材，寿命可提高2-3倍。
6 h# D. d# c! m　　4Cr3Mo3SiV（H10）钢具有高韧性，高的抗高温软化性能和中等水平的抗磨性能。可代替3Cr2W8V钢制作热挤压模。4Cr5W2VSi钢其热稳定性高于H13、H21钢，韧性介于H13、H21之间。适当高速镦锻模，使用寿命比H21钢高0.5-1倍。
　　3Cr3Mo3W2V（HM1）钢具有优良的强韧性，较高热强性、耐磨性、回火稳定性，抗冷热疲劳性能、冷热加工性能好，工作温度700℃以上。该钢通用性强，适合于制作在高温、高速、高负荷、急冷急热条件下工作的模具，其性能优于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V钢，模具寿命比3Cr2W8V钢提高标准2—3倍。
　　5Cr4W5MoV（RM2）钢工作温度达700℃，具有较高的回火抗力和热稳定性，高的热强性，高的高温硬度和耐磨性，但其韧性和抗热疲劳性能低于H13钢。适合于制作有高的高温强度和抗磨损性能的热作模具，可代替3Cr2W8V钢，模具寿命可提高2-4倍。
　　5Cr4Mo3SiMnVAl（012AI）钢工作温度达700℃以上，具有较高的热强性，高温硬度，抗回火稳定性、耐磨性和抗热疲劳性、韧性和热加工塑性好，氮化性能好。可替代 3Cr2W8V钢模具寿命可提高3-5倍。
+ S7 K( ?. R* |" V. r　　2．部分热作模具钢系列已纳入部颁标准
& Z8 e2 ?  l& Z) D% P　　4Cr40Mo2WSiV（YB/T210-1976）钢具有较高的热稳定性、韧性、耐磨性和抗龟裂性，其稳定性优于4Cr5W2VSi和4Cr5MoSiV1钢，与3Cr2W8V钢相近。
　　3Cr2W8MoV（JB/T6399-1992）钢是3Cr2W8V钢的改进型。
+ h0 c- o7 p( q6 g' i7 _　　3Cr3Mo3VNb（HB5137-1980）钢一种超高强韧性热作模具钢，在高于600℃时，比4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V钢具有更高的高温强韧性、热稳定性、热强性、耐磨性和抗热疲劳性能，冷热加工性能好。
7 k! T1 L. D: n4 E6 |　　3．部分试用热作模具钢系列未纳入标准
　　3Cr3Mo3V钢热稳定性、硬度、耐热疲劳性能及韧性等适中。
　　5Cr4Mo3W2V钢用作热压锻模。
3 A0 z4 D& E* ?# u( a　　4Cr3Mo2V钢最高温度达700℃，适合于热挤压模。
　　4Cr3MoSiV钢工作温度达700℃，代号CH75。
) S% }. f. U) T) F# N+ J4 S　　3Cr3Mo3W2VRE钢，在3Cr3Mo3W2V钢中入0.06%RE,细化晶粒,显著提高塑性、韧性和寿命。
　　4Cr5MoWVSi钢热强性优于H13钢，具有良好的韧性的抗热疲劳性，代号H12、适合于热挤压模、镦锻模。
: A- V9 q" Y  O% j3 b* g$ _　　4Cr3Mo2NiVNb（代号HD）钢，各类热作模具；4Cr3Mo2NiVNbB（代号HDB）钢，提高了断裂韧性和热疲劳抗力。工作温度达700℃以上，使用寿命比3Cr2W8V钢高2-2.5倍。
　　5Cr4W3Mo2VSi和5Cr4W3Mo2VNb钢，代号50Si、50Nb，基体钢。适合于热挤压模。
" k" \& M! b5 U7 D3 [5 ^　　4Cr5Mo2SiMnV1(代号Y10)和4Cr3Mo3W4VTiNb(代号GR)钢，新型热作模具钢，使用寿命比3Cr2W8V钢高标准2-6倍，适于制造温度较高，与工件接触时间长，易引起热变形塌陷或热磨损失效的模具。
　　6W8Cr4VTi（代号LM1）和6Cr5Mo3W2VSiTi（代号LM2）钢，具有良好的热强性，高的等温强度，高温硬度，回火稳定性和耐磨性好。冷热模具兼用钢，模具寿命比3Cr2W8V钢高几倍。
" I7 u- L, T% ~7 t　　4Cr3Mo2MnVB（代号ER8）和4Cr3Mo2MnVNbB(代号Y4)钢，模具寿命是3Cr2W8V钢的2-4倍，热挤压模具钢。