4Cr5MoSiV钢是一种空冷硬化的热作模具钢。该钢在中温
条件下具有很好的韧性，较好的热强度、热疲劳性能和一定的耐磨
性，在较低的奥氏体化温度条件下进行空淬，热处理变形小，空淬
时产生氧化铁皮的倾向小，而且可以抵抗熔融铝的冲蚀作用。该
钢通常用于制造铝铸件用的压铸模、热挤压模和穿孔用的工具和
芯棒、压力机锻模、塑料模等。此外，由于该钢具有好的中温强度，
亦被用于制造飞机，火箭等耐400～500℃工作温度的结构件。
3．5 4Cr5MoSiV钢
371
3．5．1化学成分
4Cr5MoSiV钢的化学成分示于表3—24。
表3．24 4Cr5MoSiV钢的化学成分(GB／F1299--2000)w／％
┏━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━┳━━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃ C ┃ Si ┃ Mn ┃ Cr ┃ Mo ┃ V ┃ P ┃ S ┃
┣━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃0．33～ ┃ 0．80～ ┃ 0．20～ ┃ 4．75～ ┃ 1．10～ ┃ 0．30～ ┃≤0．03 ┃≤O．03 ┃
┃ 0．43 ┃ 1．20 ┃ O．50 ┃ 5．50 ┃ 1．60 ┃ 0．60 ┃ ┃ ┃
┗━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━┻━━━━┛
3．5．2物理性能
4Cr5MoSiV钢的物理性能示于表3—25～表3—28，其密度为
7．69t／m3；质量定压热容(20℃)cp为459．8J／(kg·K)。
表3-25 4Cr5MoSiV钢的临界温度
┏━━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━┳━━━┓
┃ 临 界点 ┃ Ac1 ┃ Ac3 ┃ A rJ ┃ A r3 ┃ Ms ┃ Mr ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━╋━━━┫
┃ 温度(近似值)／℃┃ 853 ┃ 912 ┃ 720 ┃ 773 ┃ 310 ┃ 103 ┃
┗━━━━━━━━━━┻━━━━┻━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━┻━━━┛
表3．26 4Cr***oSiV钢的线(膨)胀系数
┏━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┓
┃ 温度℃ ┃20～100 ┃ 20～200 ┃ 20～300 ┃ 20～400 ┃ 20～500 ┃ 20～600 ┃ 20～700 ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━┫
┃ 线(膨)胀 ┃10．0× ┃ 10．9× ┃ 11．4× ┃ 12．2X ┃ 12．8× ┃ 13．3× ┃ 13．6x ┃
┃ 系数／℃^-1┃ 10^-6 ┃ 10^-6 ┃ 10^-6 ┃ 10^-6 ┃ 10^-6 ┃ 10^-6 ┃ 10^-6 ┃
┗━━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━┛
表3．27 4Cr5MoSiV钢的热导率
┏━━━━━━━━━━┳━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┓
┃ 温度℃ ┃ 100 ┃ 200 ┃ 300 ┃ 400 ┃ 500 ┃ 600 ┃ 700 ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃热导率λ/W(m·K)^-1 ┃25．9 ┃ 27．6 ┃ 28．4 ┃ 28．0 ┃ 27．6 ┃ 26．7 ┃ 25．9 ┃
┗━━━━━━━━━━┻━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┛
表3．28 4Cr5MoSiV钢的弹性模量
┏━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┓
┃ 温度／C ┃ 20 ┃ 100 ┃ 200 ┃ 300 ┃ 400 ┃ 500 ┃
┣━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ 弹性模量E／MPa ┃ 227000 ┃ 221000 ┃ 216000 ┃ 208000 ┃ 200000 ┃ 192000 ┃
┗━━━━━━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┛
3．5．3热加工
4Cr5MoSiV钢的热加工工艺示于表3—29。
3．5．4热处理
A预先热处理
3．5 4Cr5MoSiV钢
375
表3-30 4Cr***oSiV钢推荐的淬火规范
┏━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━┓
┃淬火温度／℃ ┃ 冷却介质 ┃ 介质温度℃ ┃ 延续 ┃ 硬度(HRC） ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━┫
┃1000——1030 ┃ 油或空气 ┃ 20～60 ┃ 冷至油温 ┃ 53～55 ┃
┗━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━━┛
C 回火
表3．31 4Cr5MoSiV钢的疲劳极限
┏━━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┓
┃ 试验温度fC ┃ 室温 ┃ 300 ┃ 400 ┃ 450 ┃ 500 ┃
┣━━━━━┳━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ σ^-1 ┃ ┃ 880 ┃ 680 ┃ 640 ┃ 630 ┃ 610 ┃
┃ ┃ /MPa┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┣━━━━━┫ ┣━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━┫
┃ σ^-1K ┃ ┃ 570 ┃ 440 ┃ 430 ┃ ┃ 420 ┃
┗━━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┛
表3．32 4Cr5MoSiV钢推荐的回火规范
┏━━━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━┳━━━━━┳━━━━━━┓
┃ 用途 ┃温度fC ┃ 设备 ┃冷却 ┃回火次数 ┃硬度(HRC) ┃
┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━╋━━━━━╋━━━━━━┫
┃肖除应力和降低硬度 ┃530——560 ┃熔融盐浴或空气炉 ┃空冷 ┃ 2 ┃ 47——49 ┃
┗━━━━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━┻━━━━━┻━━━━━━┛
注：第二次回火温度通常比***次低20～30℃。
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ j ┃
┃ 378 3热作模具钢的性能数据 { ┃
┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃
┃ 表3-33 4Cr5MoSiV钢推荐的表面处理规范 ┃
┣━━━━┳━━━━┳━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 扩散层 ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━━━━┳━━━━━━━━┫
┃ 工艺 ┃温度／℃┃时间／h ┃ 介 质 ┃ 渗层厚度 ┃ 显微硬度 ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ／mm ┃ (Hv) ┃
┣━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━┫
┃***化 ┃560 ┃ ┃ 50％KCN+50％NaCN ┃ 0．04 ┃ 690～640 ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃***化 ┃ 580 ┃ 8 ┃ ***+氨 ┃ O．25～0．30 ┃ 860～830 ┃
┃氮化 ┃ 540 ┃ 12～20 ┃ 氨，a=30％～60％． ┃ 0．15～0．20 ┃ 76()~550 ┃
┣━━━━┻━━━━┻━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━━┫