熱鐓模是用來制造較大規(guī)格緊固件的模具,在工作時(shí)要承受較大的載荷(如壓力、擴(kuò)張力等)，應(yīng)滿足以下的性能要求，高的熱硬性和高溫耐磨性、足夠的強(qiáng)度和韌性、高的抗熱疲勞能力，在反復(fù)熱應(yīng)力的作用下，不發(fā)生龜裂、氧化。 　　H13（4Cr5MoSiV1）鋼目前在緊固件企業(yè)采用的比較多，主要含Cr、Mo、V等合金元素，其有良好的工藝性和使用性能，H13已逐步取代因韌性不足和熱疲勞抗力不足，而引起失效的3Cr2W8V鋼。 從強(qiáng)韌性兼顧，工藝穩(wěn)定性、生產(chǎn)成本，以及適用范圍等綜合而言，H13鋼在緊固件企業(yè)仍是首選。 　　近10年來，國內(nèi)外在發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具鋼方面，做了大量工作，推出了多種H13改良型鋼種。高速、高效、環(huán)保、節(jié)能的現(xiàn)代緊固件業(yè)的發(fā)展，不斷對模具鋼性能提出了更高的要求。為此，國內(nèi)外鋼鐵公司研發(fā)成功一系列在某些性能方面優(yōu)于H13鋼。這主要應(yīng)歸功于冶金工業(yè)和熱作模具鋼質(zhì)量控制新技術(shù)、新裝備的應(yīng)用。 　　1．HD2熱作模具鋼 　　HD2鋼是采用多種化學(xué)成分的合金化方案鋼種，工作溫度可在870-930℃高溫區(qū)進(jìn)行。通過合理的成分配比，使其在達(dá)到較高熱強(qiáng)性的同時(shí)，又保持良好的韌性、導(dǎo)熱性以及工藝性能，熱疲勞性能明顯優(yōu)于3Cr2W8V鋼。且鋼中加入微量的Nb元素，提高了M6C23和MC型碳化物的穩(wěn)定性，使得顯微組織的晶粒度更加細(xì)化，從而降低了鋼在服役期間的過熱敏感性，HD2鋼材料不僅是熱鐓模的理想材料，也同樣適用于熱擠壓模的材料。 HD2與3Cr2W8V鋼在同樣工藝下淬火回火，HD2鋼抗回火穩(wěn)定性好，洛氏硬度要分別高出3-5HRc。 　　2．4Cr3Mo3W4VNb（GR鋼） 　　GR鋼是針對高速熱鐓模和熱擠壓等熱變形模具而研發(fā)的一種模具鋼。具備高溫強(qiáng)度和良好的熱穩(wěn)定性，適當(dāng)?shù)乃苄浴㈨g性，良好的淬透性、熱傳導(dǎo)性，加入了Nb等微量元素、碳氮元素形成碳化物的彌散分布，進(jìn)一步提高了鋼的高溫強(qiáng)度和回火穩(wěn)定性、鋼的耐磨性。 　　實(shí)踐證明，GR鋼與3Cr2W8V鋼相比在630℃溫度下工作，前者硬度51.5HRc,后者47.3 HRc。GR鋼的熱疲勞裂紋比3Cr2W8V鋼多，而是裂紋多而深度淺，3Cr2W8V鋼裂紋少，裂紋明顯深，這更容易引起熱疲勞失效，模具使用時(shí)的壽命就會(huì)降低。因此，GR鋼具有明顯抗熱疲勞的能力。 　　3．DIEVAR熱作模具鋼 　 　　DIEVAR熱作模具鋼是在H13鋼的基礎(chǔ)上進(jìn)行了成分的優(yōu)化，主要的化學(xué)成分進(jìn)行調(diào)整，增加了鉬含量并減少了碳的含量，且采用先進(jìn)的冶金生產(chǎn)工藝制造。一般來說，熱鐓模具的失效形式的依此排列是熱磨損、嚴(yán)重開裂、塑性變形和熱龜裂。ASSAB8407鋼與DIEVAR鋼相比在1030℃淬火、600℃回火前者保溫44h，后者保溫55h，DIEVAR熱作模具鋼硬度從45HRc降至35HRc。這說明DIEVAR鋼抗軟化能力提高25%，也就是服役壽命長的原因之一。 　　4．HOTVAR熱作模具鋼 　　HOTVAR鋼的使用硬度54-58 HRc，具有極佳的熱穩(wěn)定性，還具有相當(dāng)好的抗回火穩(wěn)定性、更高的高溫強(qiáng)度。在550-650℃回火溫度下硬度仍為48-56 HRc，對于熱鐓模具應(yīng)用來說，都是十分重要的服役條件，硬度的變化表明了材料的抗回火能力的基本數(shù)據(jù)。 　　5．SWPH13鋼 　　SWPH13鋼是H13鋼的升級(jí)換代產(chǎn)品，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均高于H13鋼。采用先進(jìn)冶煉技術(shù)，DC直流電弧爐、LF鋼包精煉爐、VD真空脫氣裝置、AC三相交流電弧爐、LFV鋼包精煉，高溫?cái)U(kuò)散退火工序，消除一次共晶碳化物，改善成分偏析，獲得均勻的組織。試樣經(jīng)過3000次冷熱循環(huán)后裂紋深度形貌對比，SWPH13鋼試樣裂紋數(shù)目最少，5條裂紋的平均深度也是最小。而H13鋼和ASSAB8407鋼不但裂紋數(shù)目多，而深度超過60%以上。故SWPH13鋼在經(jīng)過高溫均勻化，熱疲勞性能得到提高。因此，疲勞性能較好，當(dāng)今熱作模具鋼的主流產(chǎn)品。

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