HD(4Cr3Mo2NiVNb)_高耐熱熱作模具鋼_HD(4Cr3Mo2NiVNb)特性及應用
HD(4Cr3Mo2NiVNb)
高耐熱熱作模具鋼
國產新型熱作模具鋼
HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼是一種高耐熱熱作模具鋼。HD鋼是在瑞典烏德霍姆Uddeholm工具鋼UHB QRO80鋼的基礎上研制而成的新型熱作模具鋼，HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的使用壽命比3Cr2W8V鋼有顯著提高。
HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的化學成分：見表1.
表1 HD鋼化學成分（質量百分數，%）
C Si Mn Cr Mo Ni V Nb P S 0.35~0.45 ≤0.35 ≤0.40 2.50~3.00 1.80~2.20 0.80~1.20 1.00~1.40 0.10~0.25 ≤0.030 ≤0.030 HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的特性及應用：
HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼是為了適應700℃左右工作溫度而研制的新型熱作模具鋼。HD鋼是在4Cr3Mo3V鋼的基礎上，通過降低Mo、V含量，加入質量分數為1%Ni和0.15%Nb，提高了鋼的室溫和高溫韌性及熱穩定性，在700℃仍可以保持40HRC的硬度。在硬度相同條件下，HD鋼比3Cr2W8V鋼的斷裂韌度高50%，700℃高溫時抗拉強度高70%、冷熱疲勞抗力和熱磨損性能分別高出1倍和50%。HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼用于黑色及有色金屬熱擠壓模，使用壽命比3Cr2W8V鋼有顯著提高。HD2(4Cr3Mo3NiVNbB)鋼是HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的改進型，在保持HD鋼高強度的基礎上，進一步提高了韌性，適用于加工銅管熱擠壓模的穿孔針。
HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的臨界點：
Ac1≈770℃，Ms≈320℃.HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的熱加工：
HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的鍛造工藝規范見表2.
表2 HD鋼鍛造工藝規范
加熱溫度/℃ 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃ 冷卻方式 1100~1150 1000~1050 ≥850 緩冷 HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的熱處理工藝：
⒈預備熱處理（退火）：
加熱溫度為840~860℃，保溫4h，爐冷到550℃以下出爐空冷。
⒉淬火及回火
淬火溫度為1130℃，油冷，硬度為53.5HRC?；鼗饻囟葹?50~700℃，硬度40~47HRC。表3為淬火溫度與硬度、晶粒度的關系。HD鋼與3Cr2W8V鋼在不同溫度回火時的硬度值對比見表4。
表3 HD淬火溫度與硬度、晶粒度的關系
淬火溫度/℃ 1050 1100 1130 1160 1180 1200 硬度/HRC 50.5 53.5 53.5 56.0 56.0 56.5 晶粒度/級 - 11 10 8~9 7~8 7~8 表4 HD鋼與3Cr2W8V鋼在不同溫度回火時的硬度值對比
注：淬火溫度1130℃。回火溫度/℃ 300 400 500 530 560 590 620 650 700 HD鋼 52.5 52.0 52.5 53.5 54.0 53.8 51.2 47.0 41.0 3Cr2W8V 51.0 51.0 51.4 52.3 51.5 51.8 50.0 46.0 34.0 HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的力學性能：
HD鋼與3Cr2W8V鋼的室溫力學性能對比見表5；
HD鋼與3Cr2W8V鋼的高溫力學性能對比見表6。
表5 HD鋼與3Cr2W8V鋼的室溫力學性能對比
熱處理工藝 σ0.2/MPa ψ（%） αK/J?cm-2
HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V 1130℃淬火，650℃回火。 1633 1463 32.4 41.8 38.8 - 1130℃淬火，700℃回火。 1165 952 45.7 41.9 48.8 - 表6 HD鋼與3Cr2W8V鋼的高溫力學性能對比
注：αK值中分母為硬度值（HRC）試驗溫度 σ0.2/MPa ψ（%） αK/J?cm-2
HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V 650℃ 1633 1463 32.4 41.8 38.8 - 700℃ 1165 952 45.7 41.9 48.8 - HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的實際應用：
在相同的硬度條件下，HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼比3Cr2W8V鋼的斷裂韌度高50%，700℃高溫短時抗拉強度高70%，冷疲勞抗力和熱磨損性能分別高出1倍和50%。HD鋼應用于鋼質藥管熱擠壓凸模、銅合金管材擠壓底磨和穿孔針，熱擠壓軸承環凸模和凹模、氣門擠壓底磨等模具，實用壽命比3Cr2W8V鋼提高，HD(4Cr3Mo2NiVNb)鋼的實際應用效果見表7.
表7 HD鋼應用效果（與3Cr2W8V鋼的壽命對比）
模具名稱 產品材料 HD鋼壽命/支 3Cr2W8V壽命/支 銅管擠壓底模 70-1錫黃銅 420 150左右 銅管擠壓底模 10-1-1鐵白銅 59 25左右 熱擠壓凸模 低碳鋼 420 150左右 穿孔針 70-1錫黃銅 240 120 擠壓底模 4Cr9Si2 2500 150左右 218軸承凸模 GCr15 10000 - 218軸承凹模 GCr15 11000還可用 - 東莞市弘超模具科技有限公司銷售的同系列進口高品質熱作模具鋼鋼種牌號：日本大同高壽命熱作模具鋼DH31-S、DH31-EX、基體高速鋼DRM1、DRM2、DRM3等；瑞典烏德霍姆Uddeholm高韌性高耐熱熱作模具鋼DIEVAR、HOTVAR、QRO90 SUPREME等。
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