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新型热作模具钢 HD （4Cr3Mo2NiVNb）

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新型热作模具钢 HD （4Cr3Mo2NiVNb）

产品标签 | 热作模具钢 HD模具钢 4Cr3Mo2NiVNb

新型热作模具钢 HD （4Cr3Mo2NiVNb）

4Cr3Mo2NiVNb钢代号为HD模具钢，是一种空冷硬化型的热作模具钢，提高了钢的室温和高温韧性及热稳定性，在700℃仍可以保持40HRC的硬度。

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品名：热作模具钢	材质：4Cr3Mo2NiVNb	产地/厂家：宝钢
规格：板材锻打mm

4Cr3Mo2NiVNb（HD钢）

4Cr3Mo2NiVNb钢代号为HD模具钢，是一种空冷硬化型的热作模具钢，是在瑞典乌德霍姆QRO-80钢的基础上我国自行研制的新型热作模具钢。4Cr3Mo2NiVNb（HD模具钢）是在4Cr3Mo3V钢的基础上，通过降低Mo、V的含量，加入质量分数为1%Ni和0.15%Nb，提高了钢的室温和高温韧性及热稳定性，在700℃仍可以保持40HRC的硬度。在硬度相同条件下，4Cr3Mo2NiVNb（HD模具钢）比3Cr2W8V钢的断裂韧度高50%，700℃高温时抗拉强度高70%、冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高出1倍和50%。由于HD模具钢的综合性能良好，适用于制作受热温度较高，使用条件苛刻的热作模具，如黑色及有色金属材料的热挤压模，热精锻模等。HD钢使用寿命比3Cr2W8V钢有***提高。

（1）HD钢化学成分

HD模具钢化学成分（质量分数）（%）

C	Si	Mn	Cr	Mo	Ni	V	Nb	P	S
0.35～0.45	≤0.35	≤0.40	2.50～3.00	1.80～2.20	0.80～1.20	1.00～1.40	0.10～0.25	≤0.020	≤0.010

（2）HD钢临界点 Ac1≈770℃，Ms≈320℃。

（3）HD钢热加工

HD模具钢锻造工艺规范

项目	加热温度/℃	始锻温度/℃	终锻温度/℃	冷却方式
钢锭	1140～1180	1080～1140	≥900	砂或坑缓冷
钢坯	1120～1160	1060～1120	≥850	砂或坑缓冷

（4）预备热处理锻材等温退火：＜500℃入炉随炉升温，加热温度830～850℃，保温时间（H）1+1min/mm,等温温度730±10℃，保温时间（H）2+1min/mm，随炉冷至＜500℃出炉空冷（HB≤250）。

（5）HD钢淬火规范淬火温度为1130±10℃，油冷。（详见下表）

HD模具钢淬火温度与硬度、晶粒度的关系

淬火温度/℃	1050	1100	1130	1160	1180	1200
硬度HRC	50.5	53.5	53.5	56.0	56.0	56.5
晶粒度/级	—	11	10	8～9	7～8	7～8

HD模具钢不同温度回火的硬度值

回火温度/℃ 硬度HRC 钢种	300	400	500	530	560	590	620	650	700
HD钢	52.5	52.0	52.5	53.5	54.0	53.8	51.2	47.0	41.0
3Cr2W8V钢	51.0	51.0	51.4	52.3	51.5	51.8	50.0	46.0	34.0

注：淬火温度1130℃

（6）力学性能 HD钢与3Cr2W8V钢的室温、高温力学性能对比。

HD模具钢与3Cr2W8V钢的室温力学性能对比

热处理工艺	σ0.2/MPa		ψ（%）		αk/(J/cm2)
热处理工艺	HD	3Cr2W8V	HD	3Cr2W8V	HD	3Cr2W8V
1130℃淬火，650℃回火	1633	1463	32.4	41.8	38.8	—
1130℃淬火，700℃回火	1165	952	45.7	41.9	48.8	—

HD模具钢的高温力学性能

试验温度/℃	σ0.2/MPa		ψ（%）		αk/(J/cm2)
试验温度/℃	HD	3Cr2W8V	HD	3Cr2W8V	HD	3Cr2W8V
650	536.9	414	66.1	49.1	56/54	—
700	405.3	235	69.3	85.4	75/40	62/38

注：αk值中分母为硬度值（HRC）

（7）应用在相同的硬度条件下，HD模具钢比3Cr2W8V钢的断裂韧度高50%，700℃高温短时抗拉强度高70%，冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高出1倍和50%。HD模具钢应用于钢质药管热挤压凸模、铜合金管材挤压底模和穿孔针，热挤***承环凸模与凹模、气门挤压底模等模具，使用寿命比3Cr2W8V钢提高。

HD模具钢应用效果

试用单位	模具名称	产品材料	HD钢寿命/支	3Cr2W8V寿命/支
上海铜厂	铜管挤压底模	70-1锡黄铜	420	150左右
上海铜厂	铜管挤压底模	10-1-1铁白铜	59	25左右
人民机械厂	热挤压凸模	低碳钢	420	150左右
沈阳有色金属加工厂	穿孔针	70-1锡黄铜	240	120
武汉气门厂	挤压底模	4Cr9Si2	2500	1500左右
上海浦江轴承厂	218轴承凸模	GCr15	10000	—
上海浦江轴承厂	218轴承凹模	GCr15	11000还可用	—

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