熱作模具鋼的成分與合金調質鋼相似,一般碳的質量分數小於0.5%,並含有Cr、Mn、Ni、Si等合金元素。根據工作溫度、效能和用途,熱作模具鋼可分以下幾類:
① 通用型熱作模具鋼:以55NiCrMoV6為代表的低合金熱作模具鋼;以H13為代表的中合金熱作模具鋼;3Cr3Mo3VSi鎢系鉬系熱作模具鋼。
② 高淬透性特大型鍛壓模組用鋼:淬透性好,尺寸較大的模具心部可以獲得均勻的效能。
a.中合金高熱強性模具鋼:一般是在3Cr3Mo3SiV(H10)和4CrSMoSiV1鋼的基礎上增加W、Mo、Co、Nb等元素,提高其高溫效能,如美國ASTM標準鋼號H10A,中國開發的3Cr3Mo3W2V等。
b.沉澱硬化型熱作模具鋼:這類鋼的含碳量較低,一般在2%左右。含有一些沉澱硬化的合金元素如V、Vb、Ni、Al、Mo等,模具鋼在淬火後,採用較低溫度回火(約400℃),硬度為40HRC左右,由於含碳量低,中溫回火後的組織為板條狀低碳馬氏體,具有良好的韌性,切削性,可以進行型腔加工。
c.低碳高速鋼和基體鋼:高速工具鋼具有良好的抗回火軟化效能和高溫硬度,但是其韌性和耐冷熱疲勞效能較差。低碳高速鋼是將高速鋼的碳含量由1%左右降至0.3%~0.6%,在犧牲部分紅硬性和耐磨性的情況下,提高韌性和耐冷熱疲勞效能。 d.奧氏體型熱作模具鋼:這類鋼經固溶時效處理後,在700~800℃仍保持較好的強度,如日本日立金屬公司的5Mn18Cr10V2、中國的7Mn10Cr8Ni10Mo3V2等。
(8)其他熱作模具鋼 為提高熱衝、熱軋、熱鍛及中、小機械壓力機用模具鋼的效能,以替代目前採用的5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2W8V鋼種,多年來國內進行了許多研究,如20世紀70年代研製的35Cr3Mo3W2V(HM1)、3Cr3Mo3VNb(HM3)、4Cr3MoW4VNb(GR)、等,在熱穩定性、抗熱疲勞性等方面均有所提高。
此外,國內還研製了5Cr4W2Mo2SiV、5Cr4Mo6Ni2WV、7W4Cr2MoNiV、5Cr4W5MoV等鋼種,用於熱精鍛或熱擠壓模,效果也好。1980年代研製的高熱高強韌性鋼28Cr2NiMoWVSi、6Cr2Mn2SiMoV、65W8Cr4VTi(LM1)、65Cr5Mo3W2VSiTi(LM2)、4Cr2Mo2WV(TM)、4Cr3Mo2NiVNb(HD),其中,TM、HD鋼用來代替3Cr2W8V效果較好。
為提高大截面機鍛模與錘鍛模的熱強性,近年研製的鋼種有5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMoVSi、55NiCrMoV、ER8、3Cr2MoWVNi、4Cr2MoVNi
熱作模具鋼的成分與合金調質鋼相似,一般碳的質量分數小於0.5%,並含有Cr、Mn、Ni、Si等合金元素。根據工作溫度、效能和用途,熱作模具鋼可分以下幾類:
① 通用型熱作模具鋼:以55NiCrMoV6為代表的低合金熱作模具鋼;以H13為代表的中合金熱作模具鋼;3Cr3Mo3VSi鎢系鉬系熱作模具鋼。
② 高淬透性特大型鍛壓模組用鋼:淬透性好,尺寸較大的模具心部可以獲得均勻的效能。
a.中合金高熱強性模具鋼:一般是在3Cr3Mo3SiV(H10)和4CrSMoSiV1鋼的基礎上增加W、Mo、Co、Nb等元素,提高其高溫效能,如美國ASTM標準鋼號H10A,中國開發的3Cr3Mo3W2V等。
b.沉澱硬化型熱作模具鋼:這類鋼的含碳量較低,一般在2%左右。含有一些沉澱硬化的合金元素如V、Vb、Ni、Al、Mo等,模具鋼在淬火後,採用較低溫度回火(約400℃),硬度為40HRC左右,由於含碳量低,中溫回火後的組織為板條狀低碳馬氏體,具有良好的韌性,切削性,可以進行型腔加工。
c.低碳高速鋼和基體鋼:高速工具鋼具有良好的抗回火軟化效能和高溫硬度,但是其韌性和耐冷熱疲勞效能較差。低碳高速鋼是將高速鋼的碳含量由1%左右降至0.3%~0.6%,在犧牲部分紅硬性和耐磨性的情況下,提高韌性和耐冷熱疲勞效能。 d.奧氏體型熱作模具鋼:這類鋼經固溶時效處理後,在700~800℃仍保持較好的強度,如日本日立金屬公司的5Mn18Cr10V2、中國的7Mn10Cr8Ni10Mo3V2等。
(8)其他熱作模具鋼 為提高熱衝、熱軋、熱鍛及中、小機械壓力機用模具鋼的效能,以替代目前採用的5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2W8V鋼種,多年來國內進行了許多研究,如20世紀70年代研製的35Cr3Mo3W2V(HM1)、3Cr3Mo3VNb(HM3)、4Cr3MoW4VNb(GR)、等,在熱穩定性、抗熱疲勞性等方面均有所提高。
此外,國內還研製了5Cr4W2Mo2SiV、5Cr4Mo6Ni2WV、7W4Cr2MoNiV、5Cr4W5MoV等鋼種,用於熱精鍛或熱擠壓模,效果也好。1980年代研製的高熱高強韌性鋼28Cr2NiMoWVSi、6Cr2Mn2SiMoV、65W8Cr4VTi(LM1)、65Cr5Mo3W2VSiTi(LM2)、4Cr2Mo2WV(TM)、4Cr3Mo2NiVNb(HD),其中,TM、HD鋼用來代替3Cr2W8V效果較好。
為提高大截面機鍛模與錘鍛模的熱強性,近年研製的鋼種有5Cr2NiMoVSi、45Cr2NiMoVSi、55NiCrMoV、ER8、3Cr2MoWVNi、4Cr2MoVNi