H11(4Cr5MoSiV)_空冷硬化中耐热热作模具钢_H11(4Cr5MoSiV)特性及应用

H11(4Cr5MoSiV)
中耐热热作模具钢
空冷硬化热作模具钢

H11(4Cr5MoSiV)钢的特性及应用：
H11(4Cr5MoSiV)钢是一种空冷硬化的中耐热热作模具钢，在中温条件下具有很好的韧性，有较好的热强度、热疲劳性能和一定的耐磨性，在较低的奥氏体温度条件下空淬，热处理变形小，空淬时产生氧化皮倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。
H11(4Cr5MoSiV)钢通常用于制造加工铝铸件用的压铸模、热挤压模，穿孔用的工具，芯棒、压力机锻模以及塑料模等。此外由于H11(4Cr5MoSiV)钢具有好的中温强度，因此亦被用于制造耐400~500℃工作温度的飞机、火箭等上的结构件。

H11(4Cr5MoSiV)钢的化学成分：
见表1。
表1   H11(4Cr5MoSiV)钢化学成分(质量百分数，%)
国家 钢号 C Si Mn Cr Mo V P S
中国GB① 4Cr5MoSiV 0.33~0.43 0.80~1.20 0.20~0.50 4.75~5.50 1.10~1.60 0.30~0.60 ≤0.030 ≤0.030
美国AISI H11 0.33~0.43 0.80~1.20 0.20~0.50 4.75~5.50 1.10~1.60 0.30~0.60 ≤0.030 ≤0.030
注：①GB/T 1299-2000。

H11(4Cr5MoSiV)钢的临界点：
见表2。
表2   4Cr5MoSiV钢临界点温度
临界点 Ac1 Ac3 Ar3 Ar1 Ms Mf
温度(近似值)/℃ 853 912 720 773 310 103

H11(4Cr5MoSiV)钢的热加工：
H11钢的锻造工艺规范见表3。
表3   H11(4Cr5MoSiV)钢锻造工艺规范
项目 加热温度/℃ 始锻温度/℃ 终锻温度/℃ 冷却方式
钢锭 1140~1180 1100~1150 ≥900 砂冷或坑冷
钢坯 1120~1150 1070~1100 850~900 砂冷或坑冷

H11(4Cr5MoSiV)钢的预备热处理：
1)锻后退火：工艺加热温度为860~890℃，保温2~4h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬度≤229HBS。
2)消除应力退火工艺：加热温度为730~760℃，保温3~4h，炉冷或空冷。

H11(4Cr5MoSiV)钢的淬火及回火：
推荐淬火规范：淬火温度为1000~1030℃，油冷或空冷，硬度为53~55HRC。
推荐回火规范：回火温度为530~580℃，空冷，回火2次，硬度为47~49HRC。
表4为表面处理规范。淬火、回火温度与硬度的关系分别见表5、表6。
表4   推荐的表面处理规范
工艺 温度/℃ 时间/h 介质 渗层厚度/mm 表面硬度HV
渗氮 560 2 KCN50%+NaCN50% 0.04 690~640
渗氮 580 8 天然气+氨 0.25~0.30 860~830
渗氮 540 12~20 氨的分解率30%~60% 0.15~0.20 760~550
表5   淬火硬度与淬火温度的关系(空淬)
淬火温度/℃ 950 975 1000 1025 1050 1075 1100
硬度HRC 51 53 54.5 56 58 58.5 57.5
表6   回火温度与硬度的关系
回火温度/℃ 淬后 100 200 300 400 500 550 600 650 700
硬度HRC 55.5 55 54 53 53 54 52.5 50 43 30
注：1030℃空冷淬火。

H11(4Cr5MoSiV)钢的力学性能：
不同温度回火后的性能见表7。4Cr5MoSiV钢的高温力学性能见表8。
表7   不同温度回火后的力学性能
回火温度/℃ 500 550 600 650
硬度HRC 57 54.5 46.5 37
 
20 45 60 66
注：1000℃油淬。
表8   4Cr5MoSiV钢高温力学性能
温度/℃ 室温 200 300 400 450 500 550 600 650
硬度HRC 51 - 47 44 43 42 38 31 -
 /MPa
1680 1600 1520 1420 1400 1280 1220 - -
 /MPa
1490 1400 1320 1200 1150 1010 900 620 -
ψ(%) 50 52 53 57 62 65 68 - -
 (%)
11 12 13 14 17 17.5 18 - -
 
52 62 63 65 64 63 62.5 63 69
注：1000℃空淬，580℃回火。

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