4CrMnSiMoV钢材_特性/化学成分/热处理工艺/应用

4CrMnSiMoV钢材_特性/化学成分/热处理工艺/应用
4CrMnSiMoV钢材是在5CrMnSiMoV钢材的的基础上改进型钢材。原钢中的合金元素种类及含量均未变动，只是碳含下降约0.10%，其目的是在保持原有强度水平的基础上提高韧性。其高温性能、回火稳定性以及抗热疲劳性能与5CrNiMo钢材不分伯仲，使用寿命稍好于5CrNiMo钢。
⒈4CrMnSiMoV钢材的特性
⑴、4CrMnSiMoV钢材中加入Cr、Mn、Si、Mo元素主要是提高钢的淬透性，尤其是共同作用时，淬透性提高显著。
⑵、Cr、Mn、Si、Mo元素可固溶于铁素体中起固溶强化作用，除Si元素外，Cr、Mn、Mo元素又可固溶于Fe3C中形成（Fe、Cr、Mo）3C，改善其硬度，提高钢的耐磨性。
⑶、Cr、Mn、Mo三元素共同作用显著提高钢的回火稳定性。Mo元素还可减少回火脆性和细化晶粒，但也使钢脱碳倾向性增加。
⑷、V元素在4CrMnSiMoV钢材中主要形成碳化物，阻止奥氏体晶粒长大，起细化晶粒作用，有利于改善钢的强韧性。同时V元素的碳化物的弥散分布，可提高钢的强度、硬度与耐磨性。另外V元素还可显著提高钢的回火稳定性。
⑸、4CrMnSiMoV钢材高温回火时V、Mo元素的碳化物可从基体中析出，提高碍度，产生二次硬化现象。
⑹、与5CrNiMo钢材相比，4CrMnSiMoV钢材强度略高于5CrNiMo钢材，但塑性，特别是冲击韧性要低于5CrNiMo钢材，而抗热疲劳性能接近于5CrNiMo钢。
⑺、由于4CrMnSiMoV钢材中加入Si元素，具有脱碳倾向，热处理加热时需进行防护。工作时4CrMnSiMoV钢材自身的温度不宜超过500℃。
⒉4CrMnSiMoV钢材主要化学成分
0.35%~0.45%C、0.80%~1.00%Si、0.80%~1.10%Mn、1.30%~1.60%Cr、0.20%~0.40%Mo、0.20%~0.30%V、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊4CrMnSiMoV钢材的热处理工艺
4CrMnSiMoV钢材相变点为：AC1792℃、Ac3855℃、Ar1660℃、Ar3770℃、Ms330℃、Mf165℃、Bs420℃、Bf350℃。
4CrMnSiMoV钢材始锻温度1050~1100℃，终锻温度≥850℃，锻造后坑中冷却或砂中冷却。
4CrMnSiMoV钢材常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
等温退火 加热840~860℃，保温3h，700~720℃等温，保温5h，炉冷至500℃以下出炉过空冷 197~241HBS Ac1792℃，Ac3855℃，加热温度在Ac3线之上，等温温度低于Ar1727℃，以获得珠光体+少量铁素体组织
淬火 加热860~890℃，保温，油冷 56~58HRC 加热时Cr、Mn、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 小型锻模：加热520~580℃，保温2h，油冷
中型锻模：加热580~630℃，保温2h，油冷
大型锻模：加热610~650℃，保温2h，油冷
特大锻模：加热620~660℃，保温2h，油冷 43~49HRC
41~44HRC
37~42HRC
35~40HRC 较高温度回火，合金碳化物析出并聚集
⒋4CrMnSiMoV钢材的应用
4CrMnSiMoV钢材常替代5CrNiMo钢材制造大、中型锻模，也可用于制造中、小型锻模。
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