5CrMnMo钢的化学成分：
见表1。
表1 5CrMnMo钢化学成分(质量分数，%)
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C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
P |
S |
|
0.50~0.60 |
0.25~0.60 |
1.20~1.60 |
0.60~0.90 |
0.15~0.30 |
≤0.030 |
≤0.030 |
⑵、5CrMnMo钢的临界点：
Ac1≈710℃，Ac3≈760℃，Ar1≈650℃，Ms≈220℃。
⑶、5CrMnMo钢的热加工：
锻造工艺规范见表2。
表2 5CrMnMo钢锻造工艺规范
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项目 |
加热温度/℃ |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却方式 |
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钢锭 |
1140~1180 |
1100~1150 |
800~880 |
缓冷(坑冷或砂冷) |
|
钢坯 |
1100~1150 |
1050~1100 |
800~850 |
缓冷(坑冷或砂冷) |
⑷、5CrMnMo钢的预备热处理：
1)、一般退火：加热温度为760~780℃保温2~4h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬度为197~241HBS。
2)、锻后等温退火：加热温度为850~80℃，保温2~4h；炉冷至680℃，保温4~6h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬度为197~241HBS。
3)、锻模翻新退火：加热温度为720~740℃，保温2~6h，炉冷至500℃以下出炉空冷。
⑸、5CrMnMo钢的淬火及回火：
1)、推荐淬火、回火规范分别见表3、表4。回火用途为消除应力，稳定组织和尺寸。常温力学性能与回火温度的关系见表5。
表3 5CrMnMo钢推荐的淬火规范
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淬火温度/℃ |
冷却 |
硬度HRC |
||
|
介质 |
介质温度/℃ |
延续 |
||
|
820~850 |
油 |
150~180 |
至1560~180℃，小型模具空冷，大中型模具立即回火 |
52~58 |
表4 5CrMnMo钢推荐的回火规范
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回火部位 |
加热温度/℃ |
加热介质 |
硬度HRC |
|
|
模具工作部分 |
小型锻模 |
490~510 |
煤气炉或电炉 |
41~47 |
|
中型锻模 |
520~540 |
38~41 |
||
|
锻模燕尾部分 |
小型锻模 |
600~620 |
35~39 |
|
|
中型锻模 |
620~640 |
34~37 |
||
注：一般回火2次，每次回火后均需油冷，以防回火脆性的产生。
表5 5CrMnMo钢常温力学性能与回火温度关系
|
回火温度/℃ |
200 |
300 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
|
硬度HRC |
57 |
52 |
47 |
44 |
41 |
37 |
34 |
30 |
|
σb/MPa |
- |
- |
- |
1630 |
1600 |
1430 |
1260 |
1120 |
|
αk/J·cm-2 |
- |
- |
- |
19 |
20 |
27 |
42 |
30 |
|
δ(%) |
- |
- |
- |
5.5 |
7.5 |
9.5 |
10 |
11.5 |
注：840℃油淬。
2)、高温淬火、回火工艺。高温淬火可以获得细致的板条状马氏体，强韧性较好，但超过900℃加热淬火，冲击韧度等性能开始下降。生产实践证明：高温淬火后模具的使用寿命都有了不同程度的提高。高温淬火温度为890~900℃，油冷，硬度为61.5HRC。回火温度为420~550℃，回火2次。
3)、等温淬火
①、加热温度为840~860℃，加热后将模具放天160~180℃硝盐中分级停留，使之发生部分马氏体转变，然后再转入280~300℃硝盐中保温停留2~3h。
②、加热温度为840~860℃，淬入油中，待模具表面冷到150~200℃时，带温转入等温槽，在280~300℃保温2~3h。
采取以上两种淬火方法后，模具钢的组织为马氏体+下贝氏体+残留奥氏体，回火后获得回火下贝氏体组织。这种工艺减少了模具的使用过程中的开裂，提高了模具的使用寿命。