5.5 45Cr2NiMoVSi、5Cr2NiMoVSi鋼

5.5.1 45Cr2NiMoVSi鋼

1.性能特點(diǎn)

45Cr2NiMoVSi是新型熱作模具鋼，化學(xué)成分與5CrNiMo鋼相比，碳含量稍低，Cr和Mo的含量提高，并加入適當(dāng)?shù)腣和Si。回火時(shí)析出M₂C、MC型碳化物，使鋼具有二次硬化效應(yīng)。和5CrNiMo相比，該鋼有如下優(yōu)點(diǎn)：淬透性提高，熱穩(wěn)定性溫度提高150～170℃，高溫強(qiáng)度提高64%，既有較高的強(qiáng)韌性、較強(qiáng)的抗熱疲勞和熱磨損性，又有良好的使用性能。對(duì)于500mm×500mm截面的鍛模，心部硬度較5CrNiMo鋼高13HRC，使用壽命提高1倍左右。該鋼主要適合制造各類錘鍛模，特別是10t以下的錘鍛模。

2.化學(xué)成分及臨界點(diǎn)（見表5-50）

表5-50 45Cr2NiMoVSi鋼的化學(xué)成分及臨界點(diǎn)

3.熱處理工藝（見表5-51）

表5-51 45Cr2NiMoVSi鋼熱處理工藝

4.力學(xué)性能

45Cr2NiMoVSi鋼的強(qiáng)度和沖擊韌度見表5-52。

表5-52 45Cr2NiMoVSi鋼的強(qiáng)度和沖擊韌度

5.應(yīng)用

（1）45Cr2NiMoVSi鋼制大齒輪熱鍛模高淬高回75型拖拉機(jī)大齒輪熱鍛模在10t錘上使用，用高淬高回?zé)崽幚砉に嚕褂脡勖鹊聡M(jìn)口的55CrNiMoV6鋼（相當(dāng)于我國的5CrNiMo鋼）模具壽命提高0.5倍以上。具體工藝如下：

1）預(yù)備熱處理：鍛后采用等溫退火，硬度≤241HBW。

2）預(yù)熱：600℃+850℃兩次鹽浴預(yù)熱。

3）加熱：960～1050℃鹽浴加熱，保溫時(shí)間按0.5min/mm計(jì)算。

4）冷卻：在40～80℃的油中冷至160～200℃出油空冷，硬度為54～60HRC。

5）回火：模膛回火溫度為630～670℃，時(shí)間為2～3h，硬度為40～45HRC；燕尾回火溫度為670～700℃，硬度為34～39HRC。

（2）45Cr2NiMoVSi鋼制錘鍛模強(qiáng)韌化處理 該鋼是一種綜合力學(xué)性能較好的錘鍛模具鋼。按常規(guī)熱處理，不僅生產(chǎn)周期長(zhǎng)，而且質(zhì)量不太穩(wěn)定；進(jìn)行局部淬火及燕尾自回火工藝可以明顯地改善燕尾硬度梯度，提高強(qiáng)韌性。例如，6t以上的錘鍛模燕尾自回火法操作如下：燕尾自回火是等整個(gè)鍛模油冷到一定溫度再將燕尾提出油面停留一段時(shí)間，燕尾依靠心部傳遞到表面的熱量使淬火馬氏體轉(zhuǎn)變成回火索氏體或回火托氏體，從而導(dǎo)致燕尾與模腔硬度差異，節(jié)時(shí)省電。

5.5.2 5Cr2NiMoVSi鋼

1.性能特點(diǎn)

5Cr2NiMoVSi是我國自行研制的大截面壓力機(jī)鍛模用鋼。它是在5CrNiMo鋼的基礎(chǔ)上添加一定量的V和Si，將C、Ni、Cr、Mo等元素合金化更合理些。和5CrNiMo鋼相比，高溫強(qiáng)度提高64%，熱穩(wěn)定性高150～170℃。對(duì)于500mm×500mm截面的鍛模，其心部硬度較5CrNiMo鋼高13HRC，使用壽命可提高1倍左右。該鋼具有高的淬透性，鋼奧氏體化晶粒長(zhǎng)大傾向小，淬火帶寬，鋼的熱穩(wěn)定性、熱疲勞性及沖擊韌度較高。適宜制造大截面的壓力機(jī)模具和錘鍛模等熱作模具。

2.化學(xué)成分及臨界點(diǎn)（見表5-53）

表5-53 5Cr2NiMoVSi鋼的化學(xué)成分及臨界點(diǎn)

3.熱處理工藝（見表5-54）

表5-54 5Cr2NiMoVSi鋼熱處理工藝

表5-55 5Cr2NiMoVSi與5CrNiMo鋼淬火及回火溫度

4.力學(xué)性能

5Cr2NiMoVSi鋼回火溫度與力學(xué)性能的關(guān)系見表5-56，5Cr2NiMoVSi鋼與5CrNiMo的高溫性能比較見表5-57。

表5-56 5Cr2NiMoVSi鋼回火溫度與力學(xué)性能的關(guān)系

注：夏比V型缺口試樣，985℃淬火。

表5-57 5Cr2NiMoVSi和5CrNiMo鋼高溫性能比較

注：1.5Cr2NiMoVSi鋼經(jīng)950℃淬火，630℃回火。

2.5CrNiMo鋼經(jīng)850℃淬火，550℃回火。

5.應(yīng)用

（1）5Cr2NiMoVSi鋼制汽車前軸鍛模等溫淬火 東風(fēng)EQ140汽車前軸鍛模外形尺寸為1825mm×395mm×300mm，要求硬度為37～41HRC。

大型箱式爐750℃×5～6h預(yù)熱，980℃×5～6h加熱，油冷至200℃左右入300℃硝鹽浴中等溫2h，670℃×7～8h回火。模具壽命9000件左右，超過德國進(jìn)口同類模具（7000件），較原5CrNiMo鋼模具壽命提高0.6～1倍。

（2）5Cr2NiMoVSi鋼制壓力機(jī)模具鹽浴淬火 模具外形尺寸為800mm×300mm×300mm，鹽浴淬火工藝為：620℃×4h+850℃×3h鹽浴預(yù)熱，1000℃×2h鹽浴加熱后油淬，640℃×6h回火，200℃×8h去應(yīng)力。

（3）5Cr2NiMoVSi鋼制汽車前梁模 使用設(shè)備為120MN機(jī)械壓力機(jī)，原5CrNiMo鋼模平均壽命約5000件，而5Cr2NiMoVSi鋼模具達(dá)8500件。