5Cr3Mn1SiMo1V钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用

5Cr3Mn1SiMo1V钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用
5Cr3Mn1SiMo1V钢是在优质50钢的基础上主要加入Cr、Mn、Si、Mo、V元素而研制成的。
⒈5Cr3Mn1SiMo1V钢的特性
⑴、5Cr3Mn1SiMo1V钢中加入Cr、Mn、Si元素主要是提高钢的淬透性，并固溶强化基体组织，同时改善钢的回火稳定性。
⑵、回火时Cr、Mn元素还可固溶于Fe3C中形成复合（Fe、Cr、Mn）3C，改善其硬度，增加钢的硬度与耐磨性。
⑶、5Cr3Mn1SiMo1V钢中加入Mo、V元素主要形成碳化物，作组织中的强化相，提高钢的强度、硬度与耐磨性。另外，Mo、V元素形成的碳化物可细化晶粒，改善钢的强韧性。Mo元素可以消除钢的回火脆性。
⑷、5Cr3Mn1SiMo1V钢在奥氏体化时，Mo、V元素还可随所形成的碳化物在高温时少量地固溶于奥氏体中，进一步提高钢的淬透性，室温下存在于马氏体组织中强化马氏体组织，并可进一步提高钢的回火稳定性。
⑸、由于5Cr3Mn1SiMo1V钢中碳含量不是很高，一部分碳元素与Cr、Mn、Mo、W、V、Fe元素形成碳化物，作组织中的强化相，而剩余的另一部分碳元素则留在高温状态的奥氏体中。因此，奥氏体中的含碳量并不是很高，这使得淬火所得的基体组织多为复合马氏体组织，基体组织具有很高的强韧性。故5Cr3Mn1SiMo1V钢在具有较高强韧性的同时，还具有较高的硬度与耐磨性。
⑹、5Cr3Mn1SiMo1V钢中大量Si元素在存在，会增大钢的脱碳倾向，故加热时需注意防护。另外，Si元素可改善碳化物分布与形态，并提高弹性极限。
⑺、5Cr3Mn1SiMo1V钢中加入较高的Cr元素，使得钢具有一定的耐蚀性和抗高温氧化性。
⒉5Cr3Mn1SiMo1V钢主要化学成分
0.45%~0.55%C、0.20%~1.00%Si、0.20%~0.90%Mn、3.00%~3.50%Cr、1.30%~1.80%Mo、≤0.35%V、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊5Cr3Mn1SiMo1V钢的热处理工艺
5Cr3Mn1SiMo1V钢的始锻温度为1000~1150℃，终锻温度为850℃，锻造后缓慢冷却。
5Cr3Mn1SiMo1V钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
不完全退火 加热800~820℃，保温1~2h后，炉冷至550℃以下出炉空冷 229~285HBS 加热温度应在Ac1~ Ac3之间
不完全等温退火 加热800~820℃，保温1~2h后，700~720℃等温，保温2~3h后，随炉冷却至500℃以下出炉空冷 ≤229HBS 加热温度应在Ac1~ Ac3之间，等温温度低于Ar1，以获得粒状珠光体组织
淬火 预热650~700℃，加热940~955℃，保温，油冷或空冷 56~64HRC 淬火加热温度高于Ac3，有助于Cr、Mn、Si元素和少量Mo元素的溶解，提高淬透性，改善回火稳定性。V的碳化物未溶，细化晶粒，少量未溶的Mo元素的碳化物也细化了晶粒，保持强韧性，同时也提高硬度与耐磨性。回火时，Mo元素的碳化物析出，增加二次硬化效应
回火 加热160~180℃，保温2h，炉冷 56~58HRC 强调硬度取下限，强调韧性取上限
⒋5Cr3Mn1SiMo1V钢的应用
由于5Cr3Mn1SiMo1V钢在具有较高强韧性的同时，还具有较高的硬度与耐磨性，所以5CrNiMnSiMoWV钢既适宜制造在较高温度、高冲击载荷下工作的工具、冲模，也适宜制造锤锻模具。
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