第01章:4CR3MO2NIVNB模县钢特点
(1)在4C3M02NVNB钢中加入CR、Nì、Si、Mn元素的主要作用是提高钢的淬透性,加入M0、V、Nb元素的主要作用是在钢中形成各种碳化物作为强化相。
(2)4CR3 MO2 Niv Nb钢在淬火加热时,CR、Ni、Si、Mn等元素几乎全部溶入奥氏体,而M0、V、Nb则随其碳化物一起溶入奥氏体,提高了钢的淬透性。Mo、V、Nb元素的未溶解碳化物均匀分布在奥氏体中,特别是V、Nb元素的碳化物分布在奥氏体晶界上,阻止实氏体晶粒长大,起到细化奥氏体晶粒的作用,使钢保持较高的强度和韧性。
(2)4C R3 MO2 Niv Nb钢淬火后的元素CR、Ni、Mn、Si、Mo、V、Nb也溶解在由马氏体和残余实氏体组成的基体中,强化了基体,提高了基体的回火稳定性
(4)4C R3 MO2NIV nb模具钢在高温回火时,除Ni、Si元素仍溶解在基体组织中并强化基体组织(铁素体)外,CR、Mn、Mo、V、Nb元素从基体组织中析出、聚集并转变为更稳定的碳化物。特别是M0、V、Nb碳化物的析出可以提高钢的硬度和耐磨性,产生二次硬化,但会削弱基体组织的强度和硬度。
(5)4CR3 MO2NIV nb钢中CR、Mn、Mo、V、Nb元素的碳化物的析出、聚集和转变,需要经过高温、长时间的回火,形成了钢的回火稳定性和热稳定性。钼、钒、铌元素的未溶碳化物和饹、锰、钼、钒、铌元素的析出碳化物都具有较高的硬度和熔点,均匀分布在基体组织上,现在基体组织相互配合、相互作用,形成了钢的高热强度、热硬度、耐磨性、热稳定性和抗热疲劳性。
(6)在4CR3MO2NIVNB钢中加入大量的C和Nb,可以提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,Nb的加入可以提高钢的抗热疲劳性和韧性。钼可以降低钢的回火脆性。
(7)与3CR2W8V钢相比,在相同硬度下,4CR3M02NIVNB钢的断裂韧性高50%,700‘抗拉强度高70%,冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高1倍和50%。
(8)4CR3MO2NIVNB钢具有很强的回火稳定性,700℃℃仍保持40HRC的硬度
2 4CR3MO2NIVNB钢的主要化学成分
0.35%~0.45%的碳、2.50%~3.00%的铬、1.80%~2.20%的钼、<0.35%的硅、1.00%~1.40%的钒、≤0.40%的锰、0.80%~1.20%的、0.10%~0.25%的铌、≤0.030%的磷、≤0.030%的硫。
3 4CR3MO2NIVNB钢热处理工艺
4CR3MO2NIVNB钢的相变点为AC1770℃C和MS320‘C。
4CR3MO2NIVNB钢的初锻温度为1000~1050℃,终锻温度为850℃℃。锻造后,钢被慢慢冷却。
4CR3MO2NIVNB钢的常规热处理工艺
热处理工艺参数、硬度要求、工艺特性
在不完全退火下加热至840~860℃,保温4小时,冷却至500℃以下,出炉,空冷170~187HBS。加热温度在AC1~AC3线之间,获得粒状珠光体+碳化物组织。在1130℃淬火,保温,油冷54HRC后,铬、钼元素和少量的钒、铌元素溶入奥氏体,从而提高淬透性和回火稳定性。其中V和Nb元素不溶解的碳化物细化晶粒并提高强度、韧性和耐磨性。
回火至650-700℃,保温2H,空冷。在较高温度下二次回火40~47 Hrc后,渗碳体和钼、钒、铌元素的碳化物析出并聚集,导致二次硬化。
第04章:4CR3MO2NIVNB钢的应用
4CR3M02Nìvnb钢常用于制造轴承、铜管等黑色金属和有色金属的热挤压模具,也常用于制造轻金属的压铸模具。工作温度不应超过700℃。
(1)在4C3M02NVNB钢中加入CR、Nì、Si、Mn元素的主要作用是提高钢的淬透性,加入M0、V、Nb元素的主要作用是在钢中形成各种碳化物作为强化相。
(2)4CR3 MO2 Niv Nb钢在淬火加热时,CR、Ni、Si、Mn等元素几乎全部溶入奥氏体,而M0、V、Nb则随其碳化物一起溶入奥氏体,提高了钢的淬透性。Mo、V、Nb元素的未溶解碳化物均匀分布在奥氏体中,特别是V、Nb元素的碳化物分布在奥氏体晶界上,阻止实氏体晶粒长大,起到细化奥氏体晶粒的作用,使钢保持较高的强度和韧性。
(2)4C R3 MO2 Niv Nb钢淬火后的元素CR、Ni、Mn、Si、Mo、V、Nb也溶解在由马氏体和残余实氏体组成的基体中,强化了基体,提高了基体的回火稳定性
(4)4C R3 MO2NIV nb模具钢在高温回火时,除Ni、Si元素仍溶解在基体组织中并强化基体组织(铁素体)外,CR、Mn、Mo、V、Nb元素从基体组织中析出、聚集并转变为更稳定的碳化物。特别是M0、V、Nb碳化物的析出可以提高钢的硬度和耐磨性,产生二次硬化,但会削弱基体组织的强度和硬度。
(5)4CR3 MO2NIV nb钢中CR、Mn、Mo、V、Nb元素的碳化物的析出、聚集和转变,需要经过高温、长时间的回火,形成了钢的回火稳定性和热稳定性。钼、钒、铌元素的未溶碳化物和饹、锰、钼、钒、铌元素的析出碳化物都具有较高的硬度和熔点,均匀分布在基体组织上,现在基体组织相互配合、相互作用,形成了钢的高热强度、热硬度、耐磨性、热稳定性和抗热疲劳性。
(6)在4CR3MO2NIVNB钢中加入大量的C和Nb,可以提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,Nb的加入可以提高钢的抗热疲劳性和韧性。钼可以降低钢的回火脆性。
(7)与3CR2W8V钢相比,在相同硬度下,4CR3M02NIVNB钢的断裂韧性高50%,700‘抗拉强度高70%,冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高1倍和50%。
(8)4CR3MO2NIVNB钢具有很强的回火稳定性,700℃℃仍保持40HRC的硬度
2 4CR3MO2NIVNB钢的主要化学成分
0.35%~0.45%的碳、2.50%~3.00%的铬、1.80%~2.20%的钼、<0.35%的硅、1.00%~1.40%的钒、≤0.40%的锰、0.80%~1.20%的、0.10%~0.25%的铌、≤0.030%的磷、≤0.030%的硫。
3 4CR3MO2NIVNB钢热处理工艺
4CR3MO2NIVNB钢的相变点为AC1770℃C和MS320‘C。
4CR3MO2NIVNB钢的初锻温度为1000~1050℃,终锻温度为850℃℃。锻造后,钢被慢慢冷却。
4CR3MO2NIVNB钢的常规热处理工艺
热处理工艺参数、硬度要求、工艺特性
在不完全退火下加热至840~860℃,保温4小时,冷却至500℃以下,出炉,空冷170~187HBS。加热温度在AC1~AC3线之间,获得粒状珠光体+碳化物组织。在1130℃淬火,保温,油冷54HRC后,铬、钼元素和少量的钒、铌元素溶入奥氏体,从而提高淬透性和回火稳定性。其中V和Nb元素不溶解的碳化物细化晶粒并提高强度、韧性和耐磨性。
回火至650-700℃,保温2H,空冷。在较高温度下二次回火40~47 Hrc后,渗碳体和钼、钒、铌元素的碳化物析出并聚集,导致二次硬化。
第04章:4CR3MO2NIVNB钢的应用
4CR3M02Nìvnb钢常用于制造轴承、铜管等黑色金属和有色金属的热挤压模具,也常用于制造轻金属的压铸模具。工作温度不应超过700℃。