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新型热作模具钢Y4(4Cr3Mo2MnVNbB)钢
4Cr3Mo2MnVNbB钢代号为Y4钢,是一种空冷硬化型的热作模具钢,是在瑞典乌德霍姆QRO-80钢的基础上我国自行研制的钢种,该钢不含钴,增加了0.4%锰和微量铌、硼元素。4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢中的Cr、Si含量下降,因此碳化物不均匀性下降,同时以B来提高因Cr、Si含量减少而降低的淬透性和高温强度。加入微量Nb、Nb的碳化物难溶于奥氏体,同时Nb的加入还可以提高M6C和MC型碳化物的稳定性,因此能细化晶粒,降低过热敏感性,提高热强性和稳定性,因此其高温强韧性、高温硬度、热稳定性、抗冷热疲劳性能均较好。4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢与3Cr2W8V钢相比,Y4钢在室温的断裂韧性、700℃的冲击韧性、 650~700℃的抗拉强度、750℃的高温硬度、620~700℃的回火稳定性、600℃的抗氧化性、800~950℃的抗热磨损性、650℃和750℃的抗热疲劳性能以及易切削性能均优于3Cr2W8V钢。由于该钢种的各项综合性能良好,适用于制作受热温度较高,使用条件要求苛刻的热作模具。
(1)化学成分
Y4钢化学成分(质量分数) (%)
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
B |
Nb |
P |
S |
0.36~0.42 |
0.25~0.50 |
0.90~1.30 |
2.20~2.70 |
2.00~2.50 |
0.90~1.30 |
0.002~0.006 |
0.04~0.10 |
≤0.020 |
≤0.010 |
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(2)临界点 Ac1≈789℃,Ac3≈910℃,Ms≈363℃。
(3)热加工 锻造工艺规范
Y4钢锻造工艺规范
项目 |
加热温度/℃ |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却方式 |
钢锭 |
1130~1180 |
1100~1160 |
≥900 |
砂或坑缓冷 |
钢坯 |
1120~1150 |
1080~1120 |
≥850 |
砂或坑缓冷 |
(4)预备热处理 锻材等温退火:<500℃入炉随炉升温,加热温度820~840℃,保温时间(H)1+1min/mm,等温温度730±10℃,保温时间(H)2+1min/mm,随炉冷至<500℃出炉空冷(HB≤230)。
(5)淬火及回火 淬火温度为1080~1150℃,油冷,硬度为58~59HRC。回火温度为600~630℃,回火时间3h,回火3次,硬度为52~54HRC。
(6)力学性能
Y4钢的室温及高温力学性能
力学性能
试验温度/℃ |
σb/MPa |
σs/MPa |
δ(%) |
ψ(%) |
αk/(J/cm2) |
室温 |
1455 |
1292 |
12.5 |
42.2 |
5.9 |
300 |
1494 |
1328 |
7.8 |
19.0 |
12.2 |
600 |
978 |
861 |
10 |
15.4 |
27.3 |
650 |
815 |
719 |
5.6 |
7.8 |
17.5 |
700 |
605 |
534 |
4.3 |
11.6 |
27.5 |
注:1100℃油淬,640℃回火2h。
* 注:欲了解进一步详情请致电我们,我们的专业技术顾问将回答您在模具选材、模具热处理工艺及相关应用信息问题。