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45Cr2NiMoVSi(简称45Cr2)热锻热作模具钢化学成分热处理工艺
45Cr2NiMoVSi钢是在优质中碳钢45钢的基础上主要加入Cr、Ni、Mo、V、Si元素而研制成的。
⒈45Cr2NiMoVSi钢的特性
⑴、45Cr2NiMoVSi钢中加入Cr、Ni、Si元素,主要用来提高钢的淬透性。
⑵、45Cr2NiMoVSi钢淬火加热时Cr、Ni、Si元素固溶于奥氏体中,淬火后固溶于基体组织中,固溶强化基体组织并增加基体组织的回火稳定性。
⑶、45Cr2NiMoVSi钢高温回火时Cr元素以(Fe、Cr)3C碳化物形式从基体组织中析出,而Ni、Si元素则继续固溶于基体组织(铁素体)中,固溶强化基体组织(铁素体)。
⑷、45Cr2NiMoVSi钢中Cr、Ni元素共同作用使钢产生抗氧化性与耐蚀性。Ni元素改善钢的韧性与耐热疲劳性。
⑸、Si元素提高钢的弹性极限,但增加钢的脱碳倾向。
⑹、45Cr2NiMoVSi钢中加入Mo、V元素,主要是形成碳化物,作为钢中的强化相,提高钢的强度、硬度与耐磨性,同时细化晶粒。淬火加热时Mo、V元素随其碳化物少量地固溶于奥氏体中,增加钢淬透性。淬火后固溶于基体组织中,固溶强化基体组织并增加基体组织的回火稳定性。高温回火时Mo、V元素以各种碳化物形式析出,并增加钢的硬度,产生二次硬化效应。
⑺、45Cr2NiMoVSi钢残余奥氏体存在大量Cr、Ni、Mo、V、Si元素,增加残余奥氏体的稳定性,在高温回火时除Ni、Si元素全溶于铁素体外,其余元素以未溶解的碳化物和回火析出的碳化物,与具有强韧性的铁素体合作,共同作用使钢产生极高的高温强度、一定的高温硬度与耐磨性、良好的塑性与韧性以及良好的耐热疲劳性能。
⑻、45Cr2NiMoVSi钢中Mo元素可降低钢的回火脆性,但也使钢的脱碳倾向性增加。
⒉45Cr2NiMoVSi钢主要化学成分
0.40%~0.47%C、1.54%~2.00%Cr、0.80%~1.20%Mo、0.50%~0.80%Si、0.30%~0.50%V、0.80%~1.20%Ni、0.40%~0.60%Mn、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊45Cr2NiMoVSi钢的热处理工艺
45Cr2NiMoVSi钢相变点为:AC1750℃、Ac3874℃、Ar1625℃、Ar3751℃、Ms243℃。
45Cr2NiMoVSi钢始锻温度1160~1180℃,终锻温度900℃,锻造后坑中冷却或砂中冷却。
45Cr2NiMoVSi钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
不完全等温退火 加热790~810℃,保温2h,700~720℃等温,保温5h,炉冷至500℃以下出炉空冷 197~241 Ac1750℃,Ac3874℃,加热温度在Ac1~Ac3线之间,等温温度低于Ar1727℃,以获得粒状珠光体组织
淬火 加热960~1050℃,保温,油冷 54~61HRC 加热时Cr、Ni、Si元素和Mo元素溶入奥氏体中,提高淬透性,改善回火稳定性。未溶V元素的碳化物细化晶粒,改善强韧性与耐磨性
回火 锻模工作部:加热630~670℃,保温2h,油冷
锻模燕尾部:加热680~700℃,保温2h,油冷 40~46HRC
35~40HRC 较高温度回火,合金碳化物的析出并聚集
⒋45Cr2NiMoVSi钢的应用
与5CrNiMo钢相比,45Cr2NiMoVSi钢性能高于5CrNiMo钢,其使用寿命高出5CrNiMo钢近1倍数。常用于制造各种10t以下的锤锻模。工作时自身的温度宜超过500℃。