4Cr5MoSiV1热作模具钢(AISI-H13,T20502)

4Cr5MoSiV1钢是含Cr5%的中合金热作模具钢的代表性钢号，在目前是我国应用最广泛的热作模具钢，它是在 4Cr5MoSiV的基础上稍稍增加Mo和V含量而成，与 4Cr5MoSiV相比性能基本相同，某些性能有所改善，尤其是抗热疲劳和耐磨性。钒碳化合物的分散性也好。该钢也具有二次硬化效应，抗回火性能较好，在高温（600℃左右）仍能保持较高的硬度和强度。淬透性好，可空冷硬化。其突出的优点是抗热疲劳性能和抗铝液溶损性好，在热加工工序间可安全地用水冷却。由于含V量高，耐磨性好。已成为铝合金、镁合金压铸模成形零件的常用材料。该钢有良好的渗氮工艺性能，渗氮后可进一步提高耐磨性和耐蚀性。压铸模成形零件最终经渗氮处理已成世界潮流，但我国至今还不普遍。该钢易遭氢脆。

4Cr5MoSiV1钢源自美国的H13(ASTM、AISI)，1985年已纳入我国合金工具钢标准。世界各国都有同类型钢种钢号，如国内应用较多的瑞典ASSAB公司的8402，8407，瑞典的2242(SIS)，英国的BH13(BS)，日本的SKD61(JIS)，大同特钢的DHA1，日本金属公司的DAC、FDAC。大韩民国的STD61(KS)，德国的X40CrMoV5-l(DIN)，葛利兹特钢的1.2344系列，法国的X40CrM〇V5(NF)，奥地利百禄公司的W302，俄国的4X5M01C(rOCD，法国阿赛洛集团的AH-61(原USINOR)等等，不胜枚举。

4Cr5MoSiVl钢的用途与 4Cr5MoSiV钢相同，由于性能较好，应用更广泛和普遍。

1.化学成分

2.物理性能

表5-65 临界温度

表5-66 线膨胀系数

表5-67 热导率

3.热加工

4.热处理

(1)预先热处理

图5-62 4Cr5MoSiV1钢的锻后退火工艺

图5-63 4Cr5MoSiV1钢去应力退火工艺

表5-69 退火后的硬度和组织

(2)淬火

图5-64 4Cr5MoSiV1钢的奥氏体等温转变曲线

试验用钢成分（质量分数％):C0.40，Si1.05，Cr5.0，Mo1.35，V1.10：奥氏体化温度1010℃

图5-65 4Cr5MoSiV1钢淬火温度与硬度、晶粒度的关系

表5-70 淬火规范

(3)回火

图5-66 4Cr5MoSiV1钢回火硬度曲线

(1020℃油淬、两次回火）

图547 4Cr5MoSiV1钢淬火和回火后的变形率

图5-68 4Cr5MoSiV1钢不同温度回火后的室温力学性能

(1020℃油禅，两次回火）

表5-71 回火温度与硬度的关系

注：试验用钢成分：C0.42，Si0.99，Mn0.42，Cr5.19，Mo1.64，V1.01，P0.02，S0.005。

试样淬火1050±10℃油冷，硬度57.4~60.3HRC。

真空电弧炉重熔（VAR)或电渣重溶（ESR)的 4Cr5MoSiV1钢具有比普通电弧炉（大气）培炼的钢有更好的纯净度和组织均匀性，纵向和横向的性能差异小，特别是疲劳性能和冲击籾度有明显的提高。因此，在生产大截面尺寸的 4Cr5MoSiV1钢和要求横向性能具有较高延性，冲击韧度和耐疲劳的 4Cr5MoSiV1钢时，一定要用VAR或ESR方法精炼。值得强调指出的是，韧度和耐疲劳性能的提高并不是牺牲（降低）硬度获得的，因而不影响耐磨性。提高钢的纯净度和各向同性，对钢的导热性也有正面的积极作用，导热性好可使模具更快地散热，保持模具成形零件的硬度不降低，从而延长模具使用寿命。VAR精炼的钢材在多向同性和纯净度方面都优于电渣重熔（ESR)的钢材。