新型热作模具钢4Cr3Mo2NiVNb的特性及应用

4Cr3Mo2NiVNb钢是为了适应700℃左右工作温度，在4Cr3Mo3V钢的基础上加入Ni、Nb元素并调低了Mo、V元素的成分而研制成的新型热作模具钢。

4Cr3Mo2NiVNb钢主要化学成分（质量分数）为：0.35%~0.45%C、2.50%~3.00%Cr、1.80%~2.20%Mo、≤0.35%Si、1.00%~1.40%V、≤0.40%Mn、0.80%~1.20%Ni、0.10%~0.25%Nb、≤0.030%P、≤0.030%S。

其相变点为：AC1770℃、Ms320℃。

其始锻温度1000~1050℃，终锻温度850℃，锻造后缓慢冷却。

4Cr3Mo2NiVNb钢中加入Cr、Ni、Si、Mn元素主要作用是提高钢的淬透性，加入Mo、V、Nb元素主要作用是形成各种碳化物，作为钢中的强化相。淬火加热时，Cr、Ni、Si、Mn元素几乎全部溶入奥氏体中，Mo、V、Nb元素随其碳化物部分溶入奥氏体中，提高钢的淬透性。未固溶的Mo、V、Nb元素的碳化物细小颗粒状均匀分布于奥氏体中，尤其是V、Nb元素碳化物分布于奥氏体晶界上，阻止奥氏体晶粒的长大，起到细化奥氏体晶粒的作用，保持钢具有较高的强韧性。淬火后固溶于奥氏体中的Cr、Ni、Mn、Si、Mo、V、Nb元素，又固溶于马氏体与残余奥氏体所组成的基体组织中，固溶强化基体组织，并提高基体组织的回火稳定性。高温回火时，除Ni、Si元素仍固溶于基体组织（铁素体）中并强化基体组织（铁素体）外，Cr、Mn、Mo、V、Nb元素以各种碳化物的形式从基体组织中析出、聚集并转化为更为稳定的碳化物。尤其是Mo、V、Nb元素碳化物的析出，可提高钢的硬度与耐磨性，产生二次硬化现象，但会削弱基体组织的强度与硬度。Cr、Mn、Mo、V、Nb元素碳化物的析出、聚集并转化，需要经较高温度和长时间的回火，这便形成了钢的回火稳定性与热稳定性。未溶的Mo、V、Nb元素碳化物与析出的Cr、Mn、Mo、V、Nb元素各种碳化物皆具有较高的硬度和熔点，且均匀地分布于基体组织上，现基体组织共同合作，相互作用，形成钢所具有的高热强性、热硬性、耐磨性、热稳定性和耐热疲劳性能。

4Cr3Mo2NiVNb钢中加入大量的Cr、Nb可改善钢的抗氧化性与耐蚀性。Nb元素的加入可改善钢的耐热疲劳性能和韧性。Mo元素可降低钢的回火脆性。与3Cr2W8V钢相比，在相同硬度下，4Cr3Mo2NiVNb钢的断裂韧度要高出50%，700℃高温时抗拉强度要高出70%，冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高出1倍和50%。

4Cr3Mo2NiVNb钢具有较强的回火稳定性，在700℃仍保持40HRC的硬度。

4Cr3Mo2NiVNb钢常用来制造黑色金属和有色金属的热挤压模，如轴承和铜管的热挤压模，4Cr3Mo2NiVNb钢也常用来制造轻金属的压铸模。

工作时自身温度不宜超过700℃。