3654Cr5MoSiV1钢的化学成分与性质

（1）材料的特性

4Cr5MoSiV1钢是冷、热兼用模具钢。该钢铬含量较高，具有高的淬透性，淬火时空冷即可得到马氏体组织。碳含量属低中碳，以保证钢淬火、回火后的强硬性，同时使钢有好的导热性和较高的冲击韧度；Mo提高钢的淬透性和耐回火性，减少或抑制回火脆性；Si增加钢的淬透性和耐回火性，提高基体强度；V细化晶粒，提高淬透性。Cr、Mo、V属强碳化物形成元素，高温回火时产生二次硬化，在获得高耐回火性的同时，提高耐磨性、抗热疲劳性、抗氧化性和冲击韧度。

该钢经淬火、回火处理后，综合性能好，组织均匀致密，耐磨性和热疲劳抗力高，变形小。采用此钢制作的铝合金压铸模，至少在压铸上万次之后方出现热疲劳裂纹。但是，若钢的表面出现贫碳层，即使脱碳层厚度很薄，也能明显损坏模具钢的疲劳抗力。该钢在600℃左右的综合性能好，淬透性高，在空气中即能淬硬，热处理变形率较低，其性能及使用寿命高于3Cr2W8V钢。

热挤压模具是在高温、高压下作业，并承受周期载荷的作用，因此对模具钢的性能要求相当高，一般制作模具的材料应具有热稳定性、热疲劳性、热耐磨性和足够的韧性。国内常用3Cr2W8V钢制作模具，它的韧性低，抗疲劳强度不好，即使采用高温淬火等工艺处理措施也不能满足要求，模具的早期失效十分严重，近年来已被4Cr5MoSiV1模具钢所取代。

该钢与3Cr2W8V钢相比，一是有良好的高温综合性能和较高的热疲劳抗力；二是组织中含有较多的Cr、Mo元素，氮化处理时能生成丰富稳定的氮化物并弥散分布。由于该钢对淬火温度很敏感，且在高温下的淬透性能优良，所以应对其实行高温淬火。

（2）供货状态

退火态，硬度≤229HBW。

（3）化学成分

根据标准GB/T 1299—2000，该钢的化学成分（质量分数）：C0.32%～0.45%、Si0.80%～1.20%、Mn0.20%～0.50%、Cr4.75%～5.50%、Mo1.10%～1.75%、V0.80%～1.20%、P≤0.03%、S≤0.03%。

（4）参考对应牌号

中国GB标准牌号4Cr5MoSiV1、中国台湾CNS标准牌号SKD61、日本JIS标准牌号SKD61、日本日立（HITACHI）标准牌号DAC、日本不二越（NACHI）标准牌号HDS61、韩国KS标准牌号STD61、美国UNS标准牌号T20813、美国AISI标准牌号H13、国际标准化组织（ISO）标准牌号40CrMoMoV5、德国DIN标准牌号X40CrMoV5-1、德国DIN标准材料编号1.2344、奥地利百禄（BOHLER）标准牌号W302、瑞典一胜百（ASSAB）标准牌号8402/8407、法国NF标准牌号X40CrMoV5、俄罗斯ГОСТ标准牌号4X5NΦ1C、英国BS标准牌号BH13。

（5）物理性能

1）临界点温度（近似值）：Ac₁=860℃、Ac₃=915℃、Ar₁=775℃、Ar₃=815℃、Ms=340℃、Mf=215℃。

2）密度：7.8g/cm³。

3）弹性模量：210000MPa。

4）线胀系数：温度20～100℃/20～200℃/20～300℃/20～400℃/20～500℃/20～600℃/20～700℃，线胀系数9.1×10^-6K^-1/10.3×10^-6K^-1/11.5×10^-6K^-1/12.2×10^-6 K^-1/12.8×10^-6K^-1/13.3×10^-6K^-1/13.5×10^-6K^-1。

（6）热加工规范

1）钢锭：加热温度1140～1180℃，开始温度1100～1150℃，终止温度900～850℃，缓冷（砂冷或坑冷）。

2）钢坯：加热温度1120～1150℃，开始温度1050～1100℃，终止温度900～850℃，缓冷（砂冷或坑冷）。

（7）锻后退火规范

随炉升温至860～890℃，保温3～4h，以≤30℃/h的冷却速度，炉冷至≤500℃，出炉空冷，硬度≤229HBW。

（8）去应力退火规范

随炉升温至730～760℃，保温3～4h，以≤30℃/h的冷却速度炉冷，硬度≤241HBW。(www.xing528.com)

（9）淬火、回火规范

淬火温度1000℃，油冷，回火温度590℃，两次回火，第二次回火温度应比第一次低20℃，硬度47～49HRC。

（10）推荐淬火、回火规范

1）预热温度600～630℃，保温1.5～2h，然后升温到830～850℃，保温1.5～2h。

2）淬火温度1040～1080℃，保温2～2.5h，出炉油冷，冷至130℃左右时，取出空冷。

3）淬火后必须在1～2h内进行回火。加热温度380～400℃，保温1h，第一次回火温度580～600℃，保温2h，第二次回火温度560～580℃，保温2h，出炉空冷。

（11）真空淬火规范

预热温度：第一次500～550℃，第二次800～820℃，真空度0.1Pa，淬火温度1020～1050℃，真空度1～10Pa，油或N₂气冷却，回火温度560～600℃，硬度45～50HRC。

（12）推荐的表面处理规范

1）碳氮共渗温度560℃，共渗时间2h，介质（质量分数）：KCN50%+NCN50%，扩散层深度0.04mm，硬度640～690HV。

2）碳氮共渗温度580℃，共渗时间8h，介质天然气+氨，扩散层深度0.25～0.30mm，硬度860～635HV。

3）氮化温度530～550℃，氮化时间12～20h介质氨，扩散层深度0.15～0.20mm，硬度760～550HV。

（13）典型应用举例

1）用于锌合金、铝合金、镁合金、铜合金材料的压铸模。

2）该钢是制作大中型铝合金压铸模的最佳材料之一。

3）用于锌合金、铝合金、镁合金、铜合金材料的压铸模推杆等，淬火硬度45～50HRC。

4）用于连杆热锻模，经淬火、回火后可保持良好的热稳定性、强韧性和耐磨性能，使用寿命大幅度提高。

5）可用作模锻锤锻模、热挤压模具、高速精锻模具。

6）用该钢和3Cr2W8V钢制作同种模具，前者的使用寿命是后者的3～5倍。

7）用优选的真空热处理工艺处理的挤压模具，模具使用寿命较常规热处理提高2～3倍。

8）适合热模锻压力机工况条件下使用，可保持良好的热稳定性、强韧性和耐磨性能，使用寿命大幅度提高。