5CrMnMo型热作模具钢在热锻模具中的应用及热处理

　　热锻模具在工作过程中承受剧烈急冷、急热循环，较高的冲击载荷，复杂的多向应力，以及苛刻的摩擦、磨损。这就要求热锻模具具有较高的冲击韧度和断裂韧度，高的高温强度及高温硬度，高的热疲劳抗力，以及较高的耐回火性及抗氧化能力等。

　　为了提高热锻模具的使用性能和使用寿命，还要对热锻模具钢进行正确的热处理。

　　1. 热作模具钢的性能及在热锻模具中的应用

　　高韧性热作模具钢淬透性较高，有一定的耐回火性和高温强度，能在400～500℃抗热工作，但相对其他热作模具钢，耐热性能较低。这类钢有高的冲击韧度和疲劳强度，属高韧性钢，同时还具有好的耐热性、抗氧化性和加工工艺性，属低耐热高韧性热作模具钢。锤锻模具一般选用低耐热高韧性热作模具钢。

　　常用钢号有5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、45Cr2NiMoVSi、5Cr2NiMoVSi、3Cr2MoWVNi钢等，其化学成分如表1所示。5CrMnMo钢是传统的热锻模具钢，钢中加入Cr可以提高淬透性、高温强度和抗氧化能力;加入Mo主要是为了控制回火脆性，提高耐回火性。该钢适用于制造要求较高强度和高耐磨性的各种类型锻模(边长≤400mm)。

　　5CrNiMo钢也是传统热锻模具钢，但具有十分良好的韧性，同时具有良好的强度和高耐磨性，加热到500～600℃时，与室温力学性能几乎相同，500℃仍能保持300HBW左右的硬度。

　　5CrNiMo钢具有十分良好的淬透性，多用来制造大中型锻模。4CrMnSiMoV钢是近20年来我国在低合金大截面热作模具钢领域发展的钢种之一。该钢具有较高的强度、耐磨性、良好的冲击韧度、淬透性，并有较高的耐回火性，以及良好的高温强度和耐热疲劳性能。4CrMnSiMoV钢的冷、热加工性能好，适于制造各种类型的锤锻模和压力机锻模。

　　45Cr2NiMoVSi钢是新型热作模具钢，与5CrNiMo钢相比有以下优点：淬透性提高，热稳定性温度提高150～170℃，高温强度提高64%，既有较高的强韧性，较高抗热疲劳和热磨损性，又有优良的使用性能。对于500mm×500mm截面的锻模，其心部硬度较5CrNiMo钢高出13HRC，使用寿命可提高一倍左右，适合制造各类锤锻模。

　　5Cr2NiMoVSi钢是新研制成功的大截面压力机锻模钢，性能与45Cr2NiMoVSi基本相同，钢的热稳定性、热疲劳性能和冲击韧度较好，适宜制造大截面的压力机模具和锤锻模等热作模具。

　　3Cr2NiMoWV钢碳含量较低，淬火后最高硬度为52HRC。该钢具有二次硬化效应，经600℃回火后，仍能保持较高的硬度(45～50HRC)，回火温度高于600℃后，硬度才会急剧下降。其热稳定性能明显高于5CrMnMo、5CrNiMo和4CrMnSiMoV钢。3Cr2NiMoWV是比较理想的热锻模材料，用来制造突缘、滑动叉和羊角等机锻模具。