热作模具钢之5CrNiMo篇
5CrMnMo热作模具钢
5CrMnMo 热作模具钢热作模具钢热作模具钢分类热作模具有锤锻模、压力机锻模、压铸模、热挤压模、热剪切模等。
热轧辊也可归入此类。
热作模具工作条件比冷作模具更加苛刻，受冷热反复作用，因此对模具钢的性能要求更高。
热作模具钢大体可分为高韧性和高耐热性两类。
高韧性模具钢大多用于热锻模；对于大型锤锻模，可选用在5CrNiMo基本成分上适当增加Cr、Ni、Mo、V 含量的钢种。
高耐热性模具钢可按工作温度的不同要求来选用。
对于在500～650℃使用的模具，可选用在Cr系、模具钢基础上适当增加Mo、V等二次硬化元素的钢种，如3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V等新型模具钢。
对于700℃以上使用的模具，可选用奥氏体耐热钢，也可选用节镍的CrMn系或CrMnNi奥氏体钢添加Mo、V等元素的钢种。
近年来发展的高铬(含Cr质量分数8%～13%)的CrNiMoV系模具钢，可提高钢的晶界抗氧性能，减少因晶界氧化而形成微裂纹。
常用热作模具用钢举例模具类型工作条件推荐用钢锤锻模整体模具 5CrMnMo，5CrNiMo，4CrMnSiMoV，5Cr2NiMoV镶块 4Cr5MoSiV1，3Cr2W8V，3Cr3Mo3W2V，4CrMnSiMoV压力机锻模整体模具 5CrNiMo，5CrMnMo，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV，4Cr5W2SiV，3Cr3Mo3W2V镶拼模具镶块 4Cr5MoSiV1，4Cr5MoSiV，4Cr5W2SiV，5Cr4W2模体 5CrMnMo，5CrNiMo，4Cr2MnSiMoV热顶锻模 - 3Cr2W8V，5Cr4Mo2W2SiV，4Cr5MoSiV，5CrNiMo高速锤锻模 5CrNiMo，4Cr5MoSiV1，4Cr5MoSi热挤压模轻金属及其合金、钢及其合金的凹模、冲头、管材挤压芯棒、穿孔芯棒等5CrNiMo，3Cr2W8V，3Cr3Mo3W2V,5Cr4Mo2W2SiV，4Cr5MoSiV，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV1温热挤压模 - W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2，6W6Mo5Cr4V，6Cr4W3Mo2VNb热剪切模 - 5CrNiMo，4CrMnSiMoV，4Cr5MoSiV1，6W6Mo5Cr4V，W6Mo5Cr42 中、小型热轧工作辊 - 60CrMo，50CrNiMo，50CrMnMo，9Cr，70Cr3Mo，60CrNiMo，60CrMn高韧性热作模具钢常用的高韧性热模钢在合金工具钢标准中列入的有5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV三种，试用较好的钢号有5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMoVSi、3Cr2WMoVNi 等。
5crnimo化学成分
5crnimo化学成分5CrNiMo是一种常用的工程材料，其化学成分决定了它的性能和用途。
本文将围绕5CrNiMo的化学成分展开讨论，探讨其对材料性能的影响以及在工程领域的应用。
5CrNiMo的化学成分中含有5%的铬（Cr）。
铬是一种重要的合金元素，可以显著提高材料的耐蚀性和耐热性。
铬与氧气反应会生成一层致密的氧化铬膜，可以防止进一步的氧化反应，从而提高材料的耐蚀性。
此外，铬还可以通过固溶强化机制，提高材料的强度和硬度。
5CrNiMo的化学成分中含有5%的镍（Ni）。
镍是一种具有良好韧性和耐腐蚀性的合金元素。
镍能够提高材料的耐高温性能，同时还能够提高材料的抗冲击性和韧性。
镍与铬共同作用可以提高材料的耐蚀性，形成一种稳定的钝化膜。
5CrNiMo的化学成分中还含有少量的钼（Mo）。
钼是一种重要的合金元素，可以显著提高材料的强度和硬度。
钼的加入可以改善材料的热加工性能，提高材料的耐热性和耐蚀性。
钼还能够提高材料的抗应力腐蚀开裂性能，使其在高温和腐蚀环境下具有良好的稳定性。
5CrNiMo的化学成分中的铬、镍和钼等元素共同作用，赋予了材料优良的性能。
5CrNiMo具有优异的耐腐蚀性、耐热性和抗应力腐蚀开裂性能，适用于各种恶劣的工作环境。
因此，5CrNiMo在航空航天、船舶、石油化工等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，5CrNiMo常用于制造高温和高压的航空发动机部件，如涡轮叶片、涡轮盘和涡轮转子。
这些部件需要具备良好的耐热性和抗应力腐蚀开裂性能，以确保发动机在高温和高压的工作环境下正常运行。
在船舶领域，5CrNiMo常用于制造船体结构和船舶配件。
船舶常处于海洋环境中，需要抵御海水的腐蚀和大气环境的侵蚀。
5CrNiMo 具有优异的耐蚀性，能够有效延长船舶的使用寿命。
在石油化工领域，5CrNiMo常用于制造储罐、管道和化工设备等。
石油化工设备经常接触到腐蚀性介质和高温高压条件，因此需要材料具备良好的耐腐蚀性和耐热性。
5crnimo热作磨具钢热处理工艺及应用
5crnimo热作磨具钢热处理工艺及应用嘿，朋友们！今天咱来聊聊 5CrNiMo 热作磨具钢这玩意儿。
你可别小看了它，这5CrNiMo 热作磨具钢啊，那可是工业领域里的一把好手呢！就像是一个厉害的武林高手，有着自己独特的功夫秘籍。
先来说说它的热处理工艺吧。
这就好比是给它来一场华丽的变身。
通过加热、保温、冷却这些步骤，让它的性能得到大大的提升。
加热的时候呀，就像是给它洗了个热水澡，让它浑身暖洋洋的，变得更有活力。
保温呢，就像是让它好好地休息一下，养足了精神。
冷却呢，那就像是给它吹了一阵凉风，让它冷静下来，变得更加坚韧。
这热处理工艺可不能马虎，火候得掌握好。
就跟做菜一样，火大了不行，火小了也不行。
要是处理不好，那可就前功尽弃啦！那这经过热处理后的5CrNiMo 热作磨具钢都能干啥呢？用处可多啦！它可以用来制造各种热作模具，比如压铸模、热锻模等等。
就像是给工业生产配备了一把锋利的宝剑，让生产变得更加高效、顺畅。
想象一下，在一个热气腾腾的工厂里，这些热作模具就像是一群勇敢的战士，在高温高压的环境下冲锋陷阵，为我们生产出各种各样的产品。
而5CrNiMo 热作磨具钢就是这些战士的坚强后盾，让它们能够发挥出最大的威力。
我曾经见过一个工厂，里面的师傅们对5CrNiMo 热作磨具钢那可是赞不绝口。
他们说，有了这种钢制造的模具，生产效率提高了不少，而且模具的使用寿命也更长了。
这可真是帮了他们的大忙啊！不过呢，要想让5CrNiMo 热作磨具钢发挥出最好的效果，还得注意一些细节。
比如说，要选择合适的热处理设备，要保证热处理的环境干净整洁等等。
这些小细节可不能忽视，就像我们生活中的一些小习惯一样，看似不起眼，但却能影响到我们的生活质量。
总之，5CrNiMo 热作磨具钢热处理工艺及应用那可是相当重要的。
它就像是工业领域里的一颗璀璨明珠，为我们的生产生活带来了很多便利。
我们要好好地了解它、掌握它，让它为我们的生活增添更多的光彩！我觉得5CrNiMo 热作磨具钢真的是一种非常了不起的材料，它的热处理工艺和应用都值得我们深入研究和探索。
5CrNiMo模块锻件锻造工艺方法及缺陷控制研究
5CrNiMo模块锻件锻造工艺方法及缺陷控制研究汽车曲轴用锻模通常在高温和高磨损情况下工作，常采用热作模具钢作为模块锻件。
大型模块锻件一般采用铸造钢锭直接锻造而成，由于钢锭内部不可避免的存在着粗晶、内部疏松和孔穴等缺陷，通常采用反复镦拔的方法来有效打碎粗大晶粒、锻合内部疏松和孔穴等缺陷；此外，由于锻造过程中易产生裂纹和折叠等缺陷，故此须选择合理的锻造工艺参数，使锻件的质量达到零缺陷要求。
本文的研究主要来源于韶关市科技计划项目“汽车发动机曲轴用大型热作模具钢模块锻件的研制”（项目编号：2011CXY/C15）。
本文以5CrNiMo模块锻件为研究对象，结合实际8t电液锤锻压设备，通过有限元软件DEFORM-3D建立相关模型，对锻造过程进行模拟，研究了不同锻造工艺方法以及不同锻造工艺参数对模块锻件质量产生的影响，其主要研究内容和结论如下：（1）通过建立模块锻件锻造的有限元模型，实现对锻造过程的有限元数值模拟，研究轴向反复镦粗法、径向十字锻造法和综合锻造法三种锻造工艺方法对锻件质量的影响，结果表明，采用径向十字锻造法时，其温度场和应力场分布均匀，锻造载荷合理，锻造过程不易产生裂纹，且锻造操作方法不复杂。
（2）结合现有的试验设备，对有限元模型进行了试验验证。
比较结果表明，有限元模拟值和试验测量值的变化趋势完全是一致的，锻件表面温度和尺寸变化的最大相对误差不超过8.5%，在工程的可以接受范围之内，有效验证了有限元模型的可靠性和准确性。
（3）对镦粗过程中易产生的裂纹、锻件心部的疏松和孔洞等缺陷控制方法进行了有限元模拟。
利用空穴扩张比理论预测了镦粗过程中可能出现的裂纹缺陷，建立了裂纹产生的判据，并对裂纹预测相关有限元模型进行了试验验证；分析了镦粗工艺对内部疏松和孔洞缺陷消除的影响，获得了疏松和孔洞锻合规律和合理的镦粗工艺参数。
（4）对拔长过程中易产生的裂纹、折叠和锻件心部的孔洞等缺陷控制方法进行了有限元模拟。
利用空穴扩张比对裂纹缺陷进行了预测，改进了锻造工艺；建立折叠缺陷产生的判据，获得避免折叠缺陷产生的条件，并对折叠判断条件进行了试验验证；采用错砧法消除了锻件内部孔洞，最终得到合理的送进量和压下量等锻造工艺参数。
H13与5CrNiMo钢详细介绍
H13目录H13钢H13钢的化学成分的分析编辑本段H13钢合金工具钢简称合工钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。
其中合工钢包括：量具刃具用钢、耐冲击工具用钢、冷作模具钢、热作模具钢、无磁模具钢、塑料模具钢。
H13是热作模具钢。
执行标准GB/T1299—2000。
H13热作压铸模具钢统一数字代号A20502；牌号4Cr5MoSiV1；[1]化学成分%：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小于等于0.030，S小于等于0.030；[2]热处理：（交货状态：布氏硬度HBW10/3000（小于等于235）），淬火：790度+-15度预热，1000度（盐浴）或1010度（炉控气氛）+-6度加热，保温5~15min空冷，550度+-6度回火；退火、热加工；[3]特性及用途：系引进美国的H13空淬硬化热作模具钢。
期性能、用途和4Cr5MoSiV钢基本相同，但因其钒含量高一些，故中温（600度）性能比4Cr5MoSiV钢要好，是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。
编辑本段H13钢的化学成分的分析H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢,在世界上的应用极其普遍,同时各国许多学者对它进行了广泛的研究,并在探究化学成分的改进。
钢的应用广泛和具有优良的特性,主要由钢的化学成分决定的。
当然钢中杂质元素必须降低,有资料表明,当Rm在1550MPa时,材料含硫量由0.005%降到0.003%,会使冲击韧度提高约13J。
十分明显,NADCA 207-2003标准就规定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。
下面对H13钢的成分加以分析。
H13模具材料碳：美国AISI H13，UNS T20813，ASTM（最新版）的H13和FED QQ-T-570的H13钢的含碳量都规定为（0.32~0.45）%，是所有H13钢中含碳量范围最宽的。
5crnimo淬火和回火温度
5crnimo淬火和回火温度5CrNiMo是一种高强度低合金钢，具有很高的韧性和良好的可焊性。
它主要用于制造各种大型结构零件、机械零件、海洋工程设备等，并且广泛应用于航空、汽车等领域。
5CrNiMo淬火温度和回火温度对钢的性能和用途具有非常重要的影响。
下面是针对这两个温度的详细介绍。
1. 5CrNiMo淬火温度5CrNiMo的淬火温度与其化学成分和热处理工艺有关，一般为860℃~900℃。
在这个温度范围内，5CrNiMo钢的结构为奥氏体，具有较高的硬度和强度。
淬火温度的选择需要根据5CrNiMo钢的具体用途和要求。
如果要求提高钢的硬度和强度，淬火温度可以选择在860℃~880℃之间。
如果需要保持较高的韧性和可塑性，淬火温度可以选择在880℃~900℃之间，但要注意不能淬火过长时间，以免对钢的性能产生不良影响。
5CrNiMo的回火温度也与其化学成分和热处理工艺有关，一般在540℃~650℃之间。
回火温度的选择需要根据淬火温度、退火时间以及要求的性能来确定。
在选择回火温度时，需要考虑到以下因素：（1）硬度和强度：回火温度越高，相应的硬度和强度就越低，反之亦然。
（2）韧性和可塑性：回火温度越高，钢的韧性和可塑性就越高，但也会导致硬度降低。
（3）工作环境：不同的工作环境要求钢具有不同的性能表现，需要根据具体需求来选择回火温度。
总的来说，5CrNiMo钢的淬火温度和回火温度是相互影响、相互作用的。
淬火温度的选择将直接影响到回火温度的选择，而正确的回火温度也会显著提高5CrNiMo钢的性能和使用寿命。
对于5CrNiMo钢的淬火和回火热处理，需要经过科学合理的设计和严格控制，以实现对钢材性能的优化和提升。
5crmnmo圆钢知识
5crmnmo圆钢知识
5CrMnMo圆钢是合金结构钢，属低淬透性高碳铬轴承钢，可用于制作要求具有较高强度和高耐磨性的各种类型锻模。
5CrMnMo圆钢在中碳钢的基础上主要加入Cr、Mn、Mo三元素，也可看作把5CrNiMo钢中的Ni元素由Mn元素取代而形成的。
该钢是热作模具钢，除淬透性、耐热疲劳性稍差外，5CrMnMo钢具有与5CrNiMo钢类似的性能，淬透性稍差，适于制作要求具有较高强度和高耐磨性的各种类型锻模，要求韧性较高时，可采用电渣重熔钢。
5CrMnMo圆钢的化学成分：C（0.50~0.60）、Si（0.25~0.60）、Mn （1.20~1.60）、S（≤0.030）、P（≤0.030）、Cr（0.60~0.90）、Ni（允许残余含量≤0.25）、Cu（允许残余含量≤0.30）、Mo（0.15~0.30）。
5crnimo热处理工艺
5crnimo热处理工艺一、前言5CrNiMo是一种高强度合金钢，常用于制造高强度机械零件和工具。
热处理是提高5CrNiMo钢性能的重要方法之一。
本文将详细介绍5CrNiMo热处理工艺。
二、材料准备1. 5CrNiMo钢坯：应符合GB/T 3077-2015标准。
2. 焊接材料：应选择与基材相匹配的焊接材料。
3. 热处理工具：炉子、温度计、夹具等。
4. 清洁剂：清洗工件表面的油污和氧化物。
三、热处理工艺流程1. 预热将工件放入炉子中，温度逐渐升高至500℃左右，保持30分钟左右。
目的是消除残留应力和降低冷却时的变形。
2. 淬火将预热后的工件迅速放入水或油中进行淬火。
淬火温度为820-850℃，保持时间为30-60秒。
淬火后，将工件取出并晾凉至室温。
目的是使钢获得高硬度和强度，并改善其韧性。
3. 回火将淬火后的工件放入炉子中，温度逐渐升高至550-650℃，保持时间为2-3小时。
回火后，将工件取出并晾凉至室温。
目的是消除淬火过程中产生的残余应力和提高韧性。
4. 再淬火对于需要更高强度和硬度的工件，可进行再淬火处理。
再淬火温度为820-850℃，保持时间为30-60秒。
再淬火后，将工件取出并晾凉至室温。
5. 表面处理对于需要进行表面处理的工件，可采用喷砂、抛光等方法。
四、注意事项1. 清洁工作必须做好，以避免杂质进入钢材表面。
2. 热处理过程中应控制加热速率和冷却速率，以避免产生裂纹和变形。
3. 热处理后应进行硬度测试和金相组织分析，以确保钢材达到要求的性能指标。
4. 焊接前应对工件进行预热处理，并选择合适的焊接材料和焊接方法。
五、结语5CrNiMo热处理是提高钢材性能的重要方法之一。
本文介绍了5CrNiMo热处理的工艺流程和注意事项，希望对读者有所帮助。
在实际应用中，应根据具体情况进行调整和改进，以达到最佳的热处理效果。
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表一、5CrNiMo钢的化学成分（GB/T1299—2000）w/％
五、热处理
A 退火
5CrNiMo因淬火出油温度低，容易开裂，实际操作时为避免开裂，常于200℃左右即出油，这样，在模具表面获得了一层马氏体组织，但心部仍处于奥氏体状态，在380~450℃回火时，心部的过冷奥氏体即转变为上贝氏体组织，冲击韧性极差，模具寿命很低。
为了提高热锻模使用寿命，可采用等温处理方法，即淬火加热后，
将模具与160~180℃硝盐中分级停留，使发生部分马氏体转变，然后再转入280~300℃硝盐中等温停2~3h；或将模具放入150℃油中，再转入280~300℃硝盐中停留2~3h。
此时，模具钢的组织由马氏体+下贝氏体+少量残余碳化物组成，回火后获得回火下贝氏体组织，模具寿命明显提高。
（对5CrNiMo锻模采用150℃出油，再进入300℃硝盐中等温3h，使用寿命可提高20%~50%。
）
退火：①普通退火。
以≤30℃/h速度加热到760～780℃，保温4～6h，炉冷到500℃出炉空冷，硬度为197～241HBS Ac1710℃,Ac3 770℃,加热温度在Ac3线之上，得到珠光体组织+块状铁素体。
②等温退火。
以≤30℃/h速度加热到850～870℃，保温时间2～4h，炉冷到650℃～680℃后等温4～6h，炉冷到500℃以下出炉空冷，硬度为197～241HBS，Ac1710℃,Ac3 770℃，加热温度在Ac3线之上680℃，以获得退火组织片状珠光体+块状铁素体。
其退火工艺曲线如图一、图二所示：
图一：5CrNiMo锻轧后完全退火工艺图二：5CrNiMo锻轧后等温退火工艺
B 淬火
5CrNiMo钢具有很高的淬透性，所以，钢的淬火可以采用许多冷却方式，如油淬、分级淬火或等温淬火。
其中最常用的是油淬。
5CrNiMo钢中的碳化物主要是M3C，加热到950℃以上可全部溶于奥氏体，但晶粒较粗大。
在880℃淬火后的组织为针状马氏体和少量板状马氏体。
在900℃淬火后其组织主要是板条状马氏体，仅有少量针状马氏体。
这类钢在830℃淬火，200～250℃回火后有良好的力学性能，硬度约为54HRC。
在300℃左右回火，韧性下降，应避免采用。
图三为奥氏体随时间变化的等温转变图。
图三：奥氏体等温转变图
（试验用钢（%）：0.55C,0.87Cr,1.80Ni,0.23Mo,0.77Mn,
0.30Si;奥氏体转化温度870～880℃）
表三、 5CrNiMo钢推荐的淬火工艺
注：1.大型模具淬火加热温度采用上限值，小模具（边长在200～300mm以下）采用下限值；
2 .为了避免锤锻模在淬火时产生大的应力和应变，从830～860℃加热后，先在空气中预冷到750～780℃，然后再油冷到150～180℃左右，取出并立即回火；
3.对大型模具应先放在600～650℃的加热炉中预热，热透后再使炉温升高；为了加热的更好要将模具放在高60～100mm的垫板上加热。
C 回火
5CrNiMo钢的硬度及强度随回火温度的升高而下降，塑性及冲击韧度值则随回火温度的升高而增加。
5CrNiMo钢在400℃以下工作可以保持较高强度，高于400℃时强度急剧下降。
5CrNiMo钢的锤锻模回火包括模腔和燕尾两个部分的回火，由于燕尾直接与锤头接触，它的硬度应高于锤头，此外，燕尾的根部易引起应力集中，因而硬度也不宜太高，通常，燕尾的应低于模腔的硬度。
一般锤锻模的回火温度不宜太低，如果太低，回火后硬度高，其韧性不足，在工作中模腔易出现裂纹；但回火温度也不宜太高，如果太高，硬度、强度和耐磨性降低，从而使模面以被压坏或加速磨损。
5CrNiMo钢的KIC值对奥氏体晶粒度不敏感。
当回火温度低于450℃时，断口形貌均为沿晶断裂加准理解，并以沿晶断裂为主。
回火温度高于450℃时，断口形貌为韧窝状。
生产上对不同尺寸的锤锻模有不同的硬度要求，采用的回火温度如表四所示。
为了防止第二回火脆性，回火后采用油冷，在100℃出油。
为了消除油冷所造成的内应力，可在160~180℃再补充一次低温回火。
燕尾可采用单独加热回火和自行回火的方法。
单独加热回火是在保证模腔达到的硬度要求后,再用专用电炉或用盐浴炉来对燕尾部分单独进行回火加热。
自行回火方法是将淬火加热后的锻模整体淬入油中一段时间后把燕尾提出油面停留一段时间，依靠其本身的热量使温度回升，如此反复操作3～5次即可。
表四、5CrNiMo钢推荐的回火工艺。