SKD61低耐热高韧性热作模具钢及热处理
主要用于锤锻模、平锻机锻模、大型压力机锻模等，是在高温下通过冲击加压强迫金属成形的工具，锻模型腔与炽热的工件表面会产生剧烈摩擦。由于在锻造过程中，模具型腔表面与被加热到很高温度的锻坯接触，使模具表面常升温到300~400oC，有时局部可达500~600oC。锻模的截面较大而型腔形状复杂，因此要求钢具有一定的高温强度和良好的冲击韧度、高的硬度与耐磨性、耐热疲劳性好、淬透性大、良好的导热性及良好的工艺性和抗氧化性。合金化：不能含有太高的碳及碳化物形成元素，碳的质量分数应控制在0.3％~0.5％，同时加入少量的Cr、Mo、V、Ni、Mn、Si等以提高淬透性及热强性，加入少量的Mo、W有助于消除高温回火脆性。
常用钢种：5CrNiMo、5CrMnMo、CrMnSiMoV
试用钢种：5Cr2NiMoV及45Cr2NiMoVSi等
5CrNiMo：
⒈力学性能：5CrNiMo钢是20世纪30年代初应用至今的传统热锻模具钢，国内应用广泛。它以良好的综合力学性能和高的淬透性而著称，塑性、韧性良好，尺寸效应不敏感。但热稳定性较差，热强性不高，通常在400oC以下工作可保持较高的强度，超过400oC时强度便急剧下降，模具温升到550oC时，sb与温室比较下降近一半。
⒉工艺性能：5CrNiMo钢的临界点：Ac1为730oC；Ac3为780oC；Ms为230oC。
⑴锻造：市场上供应的钢材存在着纤维组织，直径越大，偏析就越严重。锻造时应交替锻粗和拔长，其交替进行的次数应不少于2~3次。锻坯的加热温度为1100oC~1150oC，始锻温度为1050~l100oC，终锻温度为800~850oC，锻坯易出现在白点，故应缓冷（砂冷或坑冷）。
⑵退火
⑶淬火：经600~650oC温度预热后加热到830~860oC，保温后油淬。如果出油温度低，容易淬裂，常在200oC左右出油，但心部未转变成马氏体的过冷奥氏体，在回火时会转变成上贝氏体组织，冲击韧度极低，寿命短。为此可采用等温处理的方法，先将模具淬入150oC的油中，再转入280~300oC硝盐浴中停留2~3h，获得“马氏体+下贝氏体+少量残余碳化物”组织，这样模具的寿命会明显提高。
⑷回火：淬火后的模具应立即移入回火炉中进行回火。热锻模的燕尾部分由于集中承受冲击载荷，要求比模体部分有更高高的冲击韧性，一般在模具整体回火后，再单独对燕尾部分进行局部提高温度回火，降低燕尾开裂失效的倾向
⒊应用：目前国内用量较大的锻模用钢，通用性强，大、中、小模块、深浅槽的模块均可用5CrNiMo。但此钢的热强性和耐磨性也不如高强度热作模具钢，故不适宜制作受冲击力大的中、小型锻模以及热强性或抗热疲劳性能要求很高的热挤压模、热穿孔模及铝、铜压铸模等。目前国内主要用于制造形状复杂、冲击载荷较重的大型及特大型锻模(最小边长＞400mm)。
5CrMnMo：
⒈力学性能：考虑到我国的资源情况，为节省镍而研制成的5CrMnMo钢。其强度略高于CrNiMo钢，但用锰代镍降低了其在常温及较高温度下的塑性和韧性，而且5CrMnMo钢的淬透性比5CrNiMo钢的淬透性要低，过热敏感性稍大，在高温下工作时，其热疲劳性能也较差。
⒉工艺性能：5CrMnMo钢的临界点；Ac1为710oC;Ac3为760oC;Ms为220oC。
⑴锻造：5CrMnMo钢锻造工艺参数和5CrNiMo钢相同，注意须防止模具开裂：
⑵退火：等温退火加热温度为850~870oC，等温温度为680oC 。退火后店硬度为197~241HBS。⑶淬火：在加热温度为840oC~860oC时油淬，冷却至150~180oC出油并立即回火。为减少变形及开裂，淬火时可先预冷到740~780oC左右再入油淬火。
⒊应用：与5CrNiMo钢相比，由于5CrMnMo钢的淬透性及韧性均较低，只适用于制造一些对强度和耐磨性要求较高，而韧性要求不甚高的各种中、小型锤锻模具及部分压力机模块(最大边长＜400mm)，也可用于工作温度低于500oC的其他小型热作模具。
4CrMnSiMoV：
⒈力学性能：4CrMnSiMoV钢是5CrMnSiMoV钢的改进型。碳的质量分数降低了0.1％，目的是在保持原有强度的基础上提高钢的韧性。该钢无镍，但具有较高的强度、耐磨性、冲击韧度及断裂韧度，其冲击韧度与5CrNiMo相近或稍低，而高温性能、抗回火稳定性、热疲劳抗力好于5CrNiMo钢，主要用于大型锤锻模和水压机锻造用模。5CrMnSiMoV钢可以代替5CrNiMo钢。
⒉工艺性能：4CrMnSiMoV钢的临界点：Ac1为792oC； Ac3为855oC；Ms为330oC 。
⑴锻造： 钢坯加热温度为1100~1140oC，始锻温度为1050~1100oC ，终锻温度＞850oC，加热的温度和时间不宜过高过长，锻后进行砂冷或坑冷。为减少脱碳现象，大型锻件应在锻后放入600oC的炉内，待温度均匀后，再冷却至150~200oC，然后出炉空冷。
⑵退火：等温退火加热温度为840~860oC，等温温度为700~720oC。
⑶淬火：大型锻模的淬火温度为870~900oC ，中、小型锻模的淬火温度为900~930oC。
⑷回火
⒊应用：该钢可代替5CrNiMo钢，适用于大、中型锻模，也可用于中、小型锻模，寿命明显比5CrNiMo钢高。例如制作连杆模、前梁模、齿轮模、凸缘节模(深型模)等可提高寿命0.1~0.8倍不等，用作矫正模、弯曲模和平锻机锻模，一般寿命都比5CrNiMo高出0.5倍。
5NiCrMoV钢和5Cr2NiMoVSi钢：
从20世纪50年代以来，我国厚度小于250mm的模块多采用5CrMnMo钢制造，大于250mm的模块一直都用5CrNiMo钢制作。与西方国家的常用钢号相比，碳化物形成元素含量低，热稳定性差，高温强度低，钢中不含钒，淬硬性较低，抗热磨损和抗热疲劳性能差，模具寿命短。从20世纪80年代起，我国研制了类似钢号5NiCrMoV，适当提高了Cr、Ni、Mo的含量，并加入适量V，显著提高了钢的淬透性、淬硬性、高温强度、抗回火稳定性和冲击韧性，推荐将5NiCrMoV钢用于大型、复杂形状、重载荷的锤锻模和压力机锻模。 5Cr2NiMoVSi钢主要添加了一定量的钒和硅，将碳、镍、铬、铜等元素含量合理搭配，从而使得其高温强度大幅度提高，且具有更高的淬透性和热稳定性。
⒈力学性能：在500oC以下时， 5Cr2NiMoVSi 钢的高温强度与5CrNiMo钢相近；而当高于600oC时，5Cr2NiMoVSi钢的强度却高出一倍以上。热稳定性温度提高150~170oC。对于500mm x 500mm截面的锻模，心部硬度较5CrNiMo钢高出13HRC。
⒉工艺性能：5Cr2NiMoVSi 钢的临界点：Ac1为750oC;Ac3为874oC; Ms为243oC。
⑴锻造：始锻温度为1200oC，终锻温度为900oC，锻坯加热温度范围较宽，锻造合格率高。
⑵退火：等温退火加热温度为800oC，等温温度为720oC。
⑶淬火与回火：推荐淬火温度为960~980oC，型腔回火温度为630~670oC，燕尾回火温度为680~700oC。
⒊应用：5NiCrMoV钢主要用于大型锻模，代替5CrNiMo钢；5Cr2NiMoVSi钢主要用于各类压力机模具和3t锤锻模，平均使用寿命比5CrNiMo钢提高0.5~1倍，而10t的锤锻模可以选用45Cr2NiMoVSi钢
5Cr2NiMoVSi钢的应用实例：制造汽车前梁模，使用设备为12000t机械压力机,5CrNiMo锻模平均寿命5000件；5Cr2NiMoVSi钢模具8500件。 后桥圆柱齿轮，使用设备为630t摩擦压力机，5CrNiMo钢制模具寿命800~900件；5Cr2NiMoVSi钢模具2000~2250件。
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