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Y10(4Cr5Mo2MnVSi)_高耐熱熱作模具鋼_Y10(4Cr5Mo2MnVSi)特性及應用

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)_高耐熱熱作模具鋼_Y10(4Cr5Mo2MnVSi)特性及應用

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)
高耐熱熱作模具鋼
國產新型鋁合金壓鑄模用熱作模具鋼



Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼是一種高耐熱熱作模具鋼,是針對鋁合金壓鑄模特點而研制的新型熱作模具鋼,是在H13鋼的基礎上適當提高鉬、釩、錳、硅含量,具有很好的淬透性、高熱強性和耐回火性。由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制作的模具,可以在低于600的工作溫度下長期工作。

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的化學成分:見表1
表1 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼化學成分(質量百分數,%)
C Si Mn Cr Mo V Al P S
0.36~0.42 1。00~1。50 0.70~1.50 4.50~5.50 0.80~1.20 0.80~1.20 ≤0。05 ≤0.030 ≤0.030

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的特性及應用
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼是針對鋁合金壓鑄模特點而研制的新型熱作模具鋼,化學成分與H13鋼相似,但含鉬Mo量稍高,有很好的淬透性。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼中Mo和V分別以M6C和MC型碳化物存在,對細化晶粒、提高熱強性和耐回火性有較大作用。鋼中加入Si、Mn的目的是提高基體強度。
由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制作的模具,可以在低于600℃的工作溫度下長期工作。Y10鋼在力學性能上,尤其是在冷熱疲勞及裂紋擴展速率方面明顯優于3Cr2W8V,是比較理想的鋁合金壓鑄模材料。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼用于壓鑄模使用壽命明顯提高,另外,Y10鋼在熱擠壓模、熱鍛模應用方面,也取得了明顯成效。

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的臨界點
Ac1≈815℃,Ac3≈893℃,Ms≈271℃。

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的熱加工
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的鍛造工藝規范見表2。
表2  Y10鋼鍛壓工藝規范
加熱溫度/℃ 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻方式
1120~1150 1070~1140 850~900 緩冷,立即回火

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的熱處理工藝
⒈預備熱處理:
采用等溫退火工藝,840~860℃,保溫2~4h;等溫溫度為680℃,保溫4~6h,爐冷到550℃以下出爐空冷,退火后硬度為170~187HRS,退火組織為點狀珠光+少量分散分布的亞穩定共晶碳化物。
⒉淬火及回火:
淬火溫度為950~1050℃,油冷,硬度為50~56HRC。回火溫度為550~620℃,硬度為42~51HRC。采取下限溫度(550℃)回火,硬度為50~51HRC。采取1050℃油淬,650℃回火2次,硬度為39HRC。

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學性能
⒈Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學性能見表3。
表3  Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學性能
試驗溫度/℃ σb/MPa σS/MPa δ(%) ψ(%) αK/J?cm-2
室溫 1724 1563 5.4 20.9 15。6
300 1319 1122 10。8 48.2 31。3
600 803 716 25。7 78.3 48.7
650 527 470 26。8 87.3 52.1
700 274 224 41 95 60.5
注:1020℃油淬,595℃回火2h。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱穩定性對比見表4。
表4   Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱穩定性對比
保溫時間/h 0 0.5 1 2 3
600℃ Y10 50HRC 43.2HRC 39.2HRC 34.6HRC 33.1HRC
3Cr2W8V 49HRC - - 45。8HRC 43.5HRC
700℃ Y10 47.6HRC 32.5HRC 30HRC 29.2HRC 29HRC
3Cr2W8V 50HRC 44HRC 40.5HRC 37。2HRC 34。5HRC

⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱疲勞性能對比見表5;
表5  Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼熱疲勞性能對比
裂紋 裂紋條數/條 裂紋最長長度/mm
≤0.05mm 0。05~0。10 mm 0.10~0.15mm ≥0.05mm
Y10 5 1 2 2 0.33
3Cr2W8V 16 127 0。55

⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的抗熔蝕性對比分別見表6.
表6  Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的抗熔蝕性對比
鋼種 失重/g 單位面積失重/g?dm-3
Y10 4。153 16。57
3Cr2W8V 5.056 20。18

從以上表中可以看出,Y10鋼的高溫強度和熱穩定性低于3Cr2W8V鋼,但Y10鋼的冷熱疲勞性能、斷裂韌度和抗熔蝕性優于3Cr2W8V鋼已是比較理想的鋁合金壓鑄模材料,其模具使用壽命普遍提高,可以取代傳統的3Cr2W8V鋼。

Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的典型應用
⒈主要用于長壽命鋁合金壓鑄模,采用Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制造的鋁合金壓鑄模的平均壽命比采用3Cr2W8V鋼的壓鑄模提高1倍以上。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼可用于下述鋁合金壓鑄模的型腔鑲塊材料、型芯材料:ZL101、ZL102、ZL103、ZL104、ZL105、ZL301、ZL302、ZL401、鎂合金ZM5。
⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼用于制造電機端蓋、照相機盒、汽車變速箱上蓋等鋁合金壓鑄模,淬火及回火到50~51HRC下使用。
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼可用于制造工作溫度低于600℃的中、小熱鍛模具,還可用于制作鋁合金熱擠壓模具。

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