热作模具钢的种类、特点和应用

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近几年来，我国在研制开发新型模具钢方面做了大量工作，并对部分国外优良热作模具钢进行了国产化研究，为市场提供了优质价廉的模具钢。下面简单介绍热作模具钢的种类和应用进展概况。
1．已纳入国家标准热作模具钢
热作模具钢系列已纳入国家标准《gb/t1299-2000合金工具钢》，按主要化学成分可分为w系，cr-mo系，cr-w-mo系等类型。
3cr2w8v（h21）钢，具有高热强性、高热稳定性、良好的耐磨性和工艺性能，工作温度达到650℃。缺点：碳化物偏析严重，塑性、韧性、导热性、抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能较差。我国20世纪50年代从前苏联引进，使用寿命不长，且合金度高，成本高，目前国外已基本淘汰。我国由于受钢种和技术上的限制，目前，仍在大批生产和使用。
4cr5mosiv（h11）及4cr5mosiv1（h13）钢高淬透性和淬硬性、高韧性、高热强性和耐磨性，使用温度590钢中碳化物细小分布均匀，抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能好，冷热加工性能好。h13钢（h11钢的改进型）是目前国内热镦锻钢、冷镦模套的主要材料，也是通用性强的热作模具钢，是代替3cr2w8v钢的理想钢材，寿命可提高2-3倍。
4cr3mo3siv（h10）钢具有高韧性，高的抗高温软化性能和中等水平的抗磨性能。可代替3cr2w8v钢制作热挤压模。4cr5w2vsi钢其热稳定性高于h13、h21钢，韧性介于h13、h21之间。适当高速镦锻模，使用寿命比h21钢高0.5-1倍。
3cr3mo3w2v（hm1）钢具有优良的强韧性，较高热强性、耐磨性、回火稳定性，抗冷热疲劳性能、冷热加工性能好，工作温度700℃以上。该钢通用性强，适合于制作在高温、高速、高负荷、急冷急热条件下工作的模具，其性能优于4cr5w2vsi和3cr2w8v钢，模具寿命比3cr2w8v钢提高标准2—3倍。
5cr4w5mov（rm2）钢工作温度达700℃，具有较高的回火抗力和热稳定性，高的热强性，高的高温硬度和耐磨性，但其韧性和抗热疲劳性能低于h13钢。适合于制作有高的高温强度和抗磨损性能的热作模具，可代替3cr2w8v钢，模具寿命可提高2-4倍。
5cr4mo3simnval（012ai）钢工作温度达700℃以上，具有较高的热强性，高温硬度，抗回火稳定性、耐磨性和抗热疲劳性、韧性和热加工塑性好，氮化性能好。可替代3cr2w8v钢模具寿命可提高3-5倍。
2．部分热作模具钢系列已纳入部颁标准
4cr40mo2wsiv（yb/t210-1976）钢具有较高的热稳定性、韧性、耐磨性和抗龟裂性，其稳定性优于4cr5w2vsi和4cr5mosiv1钢，与3cr2w8v钢相近。
3cr2w8mov（jb/t6399-1992）钢是3cr2w8v钢的改进型。
3cr3mo3vnb（hb5137-1980）钢一种超高强韧性热作模具钢，在高于600℃时，比4cr5mosiv1、4cr5w2vsi、3cr2w8v钢具有更高的高温强韧性、热稳定性、热强性、耐磨性和抗热疲劳性能，冷热加工性能好。
3．部分试用热作模具钢系列未纳入标准
3cr3mo3v钢热稳定性、硬度、耐热疲劳性能及韧性等适中。
5cr4mo3w2v钢用作热压锻模。
4cr3mo2v钢最高温度达700℃，适合于热挤压模。
4cr3mosiv钢工作温度达700℃，代号ch75。
3cr3mo3w2vre钢，在3cr3mo3w2v钢中入0.06%re,细化晶粒,显著提高塑性、韧性和寿命。
4cr5mowvsi钢热强性优于h13钢，具有良好的韧性的抗热疲劳性，代号h12、适合于热挤压模、镦锻模。
4cr3mo2nivnb（代号hd）钢，各类热作模具；4cr3mo2nivnbb（代号hdb）钢，提高了断裂韧性和热疲劳抗力。工作温度达700℃以上，使用寿命比3cr2w8v钢高2-2.5倍。
5cr4w3mo2vsi和5cr4w3mo2vnb钢，代号50si、50nb，基体钢。适合于热挤压模。
4cr5mo2simnv1(代号y10)和4cr3mo3w4vtinb(代号gr)钢，新型热作模具钢，使用寿命比3cr2w8v钢高标准2-6倍，适于制造温度较高，与工件接触时间长，易引起热变形塌陷或热磨损失效的模具。
6w8cr4vti（代号lm1）和6cr5mo3w2vsiti（代号lm2）钢，具有良好的热强性，高的等温强度，高温硬度，回火稳定性和耐磨性好。冷热模具兼用钢，模具寿命比3cr2w8v钢高几倍。
4cr3mo2mnvb（代号er8）和4cr3mo2mnvnbb(代号y4)钢，模具寿命是3cr2w8v钢的2-4倍，热挤压模具钢。