H13模具鋼與5CrNiMo模具鋼的材料比較
H13模具鋼與5CrNiMo模具鋼的材料比較:
5CrNiMo低耐熱模具鋼(350-370℃)
H13(4Cr5MoSiV1)耐熱韌性熱作模具鋼(550-600℃)
耐熱高韌性熱作模具鋼主要用于制造沖擊載荷和工作應力較大的熱作模鍛件。由于模具鋼截面大、型腔復雜，要求模具鋼具有高淬透性、一定的高溫強度和良好的沖擊韌性。模具型腔與熱工件的接觸不僅產生強烈的摩擦，而且使模具表面達到400℃左右的高溫，局部甚至達到500-600℃。脫模后，工件型腔表面被壓縮空氣和潤滑油迅速冷卻，處于反復承受極寒和極熱的惡劣工作環境中。因此，要求模具鋼具有高的導熱性、耐磨性、抗氧化性和抗熱疲勞性。為了滿足上述性能，這類鋼的碳含量一般控制在0.3%-0.5%。添加適量的鉻、鎳、錳和鉬可以穩定鋼的過冷奧氏體，獲得較好的滲透性和力學性能。添加V和Mo可以細化晶粒，提高鋼的熱強度，抑制回火脆性，形成特殊碳化物，提高鋼的耐磨性。
制造的模具的尺寸不應該太大。一般厚度小于250mm的模具可以硬化。當截面尺寸過大時，中心會出現中溫轉變產物。此外，還有少量殘余奧氏體和碳化物。
5CrNiMo具有較高的強度、韌性和耐磨性?；鼗鸱€定性高，加熱到550℃時，硬度仍能保持在300 HB(HB和HRC的關系差不多十倍，300HB≈30HRC)。這種鋼有很高的淬透性。尺寸為300mm×400mm×300mm的模鍛件，經820℃油淬和560℃回火后，模截面各段硬度值基本相同。因為這種鋼含有鉬，所以它對回火脆性不敏感。主要用于制造形狀復雜、沖擊載荷大的大中型鍛模(邊長≥400mm)，如高度> 375 mm的大型(錘鍛模> 3 t)錘鍛模。
5CrMnMo是為了節約貴重合金元素Ni而開發的，具有與5CrNiMo相似的力學性能。但其抗熱疲勞性、室溫和高溫塑性和韌性比5CrNiMo鋼差，淬透性也稍差。主要用于制造各種中小型(邊長< < 400mm，鍛造噸位< 3t)要求強度和耐磨性較高但韌性不太高的鍛模。當要求高韌性時，可采用電渣重熔鋼。
4CrMnSiMoV是我國近年來在熱作模具鋼領域開發的鋼種之一，是5CrMnSiMoV鋼的改進型。該鋼在最佳溫度淬火回火后的力學性能優于5CrNiMO。主要用于制造各種類型的大中型錘鍛模和壓鍛模，如汽車用連桿和齒輪的壓鍛模，模具壽命比5CrNiMo高0.2-1倍。
5CrNiMoV是西方國家普遍使用的熱作模具鋼。與5CrNiMo鋼相比，合金元素Cr、Mn、Mo含量較高，其淬透性和硬化能力高于5CrNiMo鋼。橫截面為400mm×400mm的模塊經淬火后，表面和芯部的硬度可保持在56和56-60HRC之間。在鋼中添加0.1%-0.15%的V，鋼的高溫強度和回火穩定性比5CrNiMo鋼有所提高。500℃時，5CrNiMoV鋼的高溫強度比5CrNiMo鋼高100～150 MPa左右，回火穩定性高100℃左右。一般與5CrNiMo鋼相比，模具壽命可提高50%以上。主要用于制造大型、復雜、重型錘鍛模具和壓力鍛造模具。
Cr2nimov鋼中Cr、Mo、V等合金元素含量高于5CrNiMo和5CrNiMoV，淬透性和熱穩定性很高。在500-550℃回火時，由于M2C和MC合金碳化物的析出，具有二次硬化能力。此外，該鋼加熱時奧氏體晶粒長大傾向小，熱處理加熱溫度范圍寬，熱疲勞性能和沖擊韌性好。一般情況下，與5CrNiMo鋼相比，模具壽命可提高47%-180%以上。適用于制造大型、復雜、深型腔的錘鍛模和壓鍛模。
具有中等耐熱性和韌性的熱作模具鋼
具有中等耐熱性和韌性的熱作模具鋼包括4Cr5MoSiV(H11)、4Cr5W2SiV、4Cr3Mo3VSi(H10)、4Cr5MoSiV1(H13)和25Cr3Mo3VNb鋼。這種鋼具有優異的室溫綜合力學性能、較高的高溫強度和韌性、良好的抗熱疲勞性能，特別適合制造溫度變化劇烈的熱作模具，并具有良好的熱穩定性。
H13是一種空冷硬化的熱作模具鋼。與H11鋼相比，由于V含量的增加，該鋼具有更高的熱強度、熱穩定性和硬度，并具有更高的抗熱疲勞性、耐磨性和中溫韌性。較低溫度奧氏體化后淬火，熱處理變形和氧化傾向較小，能抵抗熔融鋁合金的侵蝕。適用于制造鋁、銅及其合金的壓鑄模具、熱擠壓模具和芯棒、模鍛錘的鍛模、精密鍛壓機的模具鑲塊等。
