我国热作模具钢性能数据集（续）

      4Cr5WMoVSi钢是由国外早期研制的含5%Cr系的4Cr5MoSiV热作模具钢发展而成，其通过增添合金元素钨来提高钢的热强性和热稳定性，常用来制作中小机锻模、热挤压和热穿孔用的模具及芯棒。4Cr3Mo3W4VNb钢是在国外3Cr3Mo3V钢的基础上由我国自行研制的热作模具钢，主要是增添碳、钨和微量元素铌，从而进一步提高钢的热强性和稳定性。该钢适宜制作中小机锻模、热镦和热挤压模和热穿孔模具。上述二种钢常用工作硬度为48-54HRC，在受较大冲击力时硬度可降至452-46HRC。由于这两种钢在我国的应用中有所参考，在此也收录部分该钢研制报告的内容，但因试验工况条件的差异，其性能不可与本研究的其它钢种相比较。4Cr5WMoVSi钢试样材料由大冶钢厂生产，大气电炉冶炼。4Cr3Mo3W4VNb钢试样材料由首钢特殊钢公司生产，大气冶炼。

1    试样化学成分（质量分数，%）

     4Cr5WMoVSi钢试样的化学成分与4Cr5MoSiV钢试样相比，除钼含量增加0.38%和添加1.30%的钨外，其余成分二者相当。该钢与3Cr2W8V钢试样相比，除钨含量减少6.88%外，铬和、钼和硅的含量分别增加了2.30%、1.28%和0.87%。4Cr5WMoVSi钢试样的合金元素总量达到9.37%，比4Cr5MoSi钢增加1.95%；但比3Cr2W8V钢减少了2.14%。

        4Cr3Mo3W4VNb钢试样化学成分与4Cr3Mo3V钢试样相比，锰和钼的含量减少了0.52%和0.58%，但钨和钒的含量增加了4.16%和0.17%，而且还添加0.17%铌。该钢与3Cr2W8V钢试样相比，除钨含量减少4.16%外，铬、钼和钒的含量增加0.48%、2.27%和0.88%，而且还添加0.17%铌。这表明二者的钨当量相当，而铬、钒和铌的增添使4Cr3Mo3W4VNb钢具有更高的热强性和热稳定性。4Cr3Mo3W4VNb钢试样的合金元素总量达到11.03%，比3Cr3Mo3V钢增加4.01%；但与3Cr2W8V钢相当，仅减少了0.48%。

2    试样的热加工工艺

2.1  锻造

     4Cr5WMoVSi钢与4Cr5MoSiV钢相比，除终锻温度稍高外，其余锻造工艺相当。该钢锻造性能优于3Cr2W8V钢。

     4Cr3Mo3W4VNb钢与4Cr3Mo3V钢相比，锻造的加热温度、始锻温度和终锻温度都约偏高20℃，因其变形抗力较大，所以锻造性能低于4Cr3Mo3V钢。该钢与3Cr2W8V钢短在工艺相同，由于变形抗力与3Cr2W8V钢相近，所以二者可锻造性能相似。

2.2  退火

2.3 淬火

         4Cr5WMoVSi钢的淬火温度比4Cr5MoSiV钢提高10℃，淬火后硬度约低1.3HRC。该钢与3Cr2W8V钢相比，其淬火温度降低了100℃，淬后硬度却提高了2.4HRC。

         4Cr3Mo3W4VNb钢的淬火温度比4Cr3Mo3V钢提高140℃，淬火后的硬度提高5HRC。该钢与3Cr2W8V钢相比，其淬火温度提高了30℃，淬后硬度也提高2.7HRC。

2.4  回火

    （1）回火温度与硬度的关系（HRC）

   同样在550-650℃回火4Cr5WMoVSi钢的硬度比4Cr5MoSiV钢提高4-6HRC；但比3Cr2W8V钢低3.5-7.0HRC。

    同样在100-680℃回火4Cr3Mo3W4VNb钢的硬度比4Cr3Mo3V钢提高4.0-5.0HRC；在100-600℃回火该钢硬度比3Cr2W8V钢梢有提高，但经640-680℃回火后的硬度比3Cr2W8V钢提高4.5-10.5HRC，特别是680℃回火的硬度差别最大。

     （2）性能试样的回火工艺

3    室温力学性能

    力学性能试样均为淬火+回火的A硬度状态。

3.1  室温拉伸

    4Cr5WMoVSi钢在A硬度下，其σ_b值和σ_s值比4Cr5MoSiV钢低119MPa和67MPa，δ₅值和ψ值要高1.3%和12.4%；与3Cr2W8V钢相比，其σ_b值和σ_s值也低27MPa和47MPa，而δ₅值和ψ值要高2.1%和14.0%。

    4Cr3Mo3W4VNb钢在A硬度条件下，其σ_b值和σ_s值比4Cr3Mo3V钢提高182MPa和246MPa，δ₅值和ψ值降低10.8%和50.6%；与3Cr2W8V钢相比，其σ_b值和σ_s值也提高55MPa和67MPa，而δ₅值和ψ值降低3.8%和18.4%。

3.2  室温冲击韧性A_k

    4Cr5WMoVSi钢在A硬度条件下，其室温的A_k值为20.3J，比4Cr5MoSiV钢高3.5J；也比3Cr2W8V钢高7.3J。

    4Cr3Mo3W4VNb钢在A硬度条件下，其室温的A_k值为7.7J，比4Cr3Mo3V钢低7.3J；也比3Cr2W8V钢低5.3J。

4    回火稳定性

    4Cr5WMoVSi钢经1030℃油淬硬度为57.2-59.2HRC；4Cr3Mo3WVNb钢经1160℃油淬硬度为58.0-59.0HRC。

    4Cr5MoVSi钢的二次硬化峰温度比4Cr5MoSiV钢高25℃，其硬化峰最高硬度低1HRC。该钢要达到49、42和36HRC，其回火温度分别比4Cr5MoSiV钢高35、25和20℃。4Cr5WMoVSi钢与3Cr2W8V钢相比，二次硬化峰温度高25℃，二者硬化峰最高硬度相同。同样达到49、42和36HRC时，回火温度比3Cr2W8V钢低30、30和25℃。

    4Cr3Mo3W4VNb钢的二次硬化峰温度比4Cr3Mo3V钢低30℃，其硬化峰最高硬度却高4.6HRC。该钢要达到49、42和30HRC，其回火温度分别比4Cr3Mo3V钢高60、30和30℃。4Cr3Mo3W4VNb钢的二次硬化峰温度比3Cr2W8V钢高50℃，其硬化峰最高硬度高1.0HRC。该钢要达到49、42和36HRC时，其回火温度比3Cr2W8V钢高30、10和15℃。

5    摘自4Cr3Mo3W4VNb钢研究报告的部分数据

5.1  线膨胀系数α（mm?/（mm?℃））

5.2  临界点℃（近似值）

5.3  不同淬火温度与钢的晶粒度、硬度和回火后硬度的关系

1）回火工艺：630℃×1.5h+600℃×1.5h

5.4  锻造性能（高温形变抗力）

5.5  回火温度

5.6  淬火温度与室温力学性能

1）试样淬火后都经630℃×1.5h+600℃×1.5h回火

5.7  高温力学性能（试样硬度50.0HRC）

5.8  淬火温度与高温力学性能