(1)模具钢的特性 HM3钢号3Cr3Mo3VNb,属过共析钢,中碳铬系高强韧性热作模具钢,HM3钢是参照美国AISI标准H10钢的俄罗斯ΓOCT标准3X3M3Φ钢的改进型钢种,与HM1相类似,我国早在20世纪80年代,列入航空部标准的3Cr3Mo3VNb钢种。
HM3钢具有降低加热时的过热敏感性、高温强度高、热稳定性高、塑性韧性高、耐冷热疲劳性好和耐热磨损性优良的特点,在锻态和正火空冷状态时,易形成贝氏体组织,在淬火态可得到板条状马氏体组织,并随淬火加热稳定和冷却条件不同,含有5%~18%的残留奥氏体和1%~3%的碳化物。该钢的碳化物,在退火态为M6C、M4C3和NbC,在淬火态为M2C、V4C3、和NbC。大截面含铌钢模具在缓慢冷速下,有形成晶界链状碳化物的倾向。
(3)HM3钢化学成分(质量分数,%) C 0.2~0.3、Si≤0.60、Mn≤0.35、Cr 2.6~3.2、Mo 2.7~3. 2、V 0.6~1.2、Nb 0.08~0.12、P≤0.030、S≤0.030。
(4)HM3钢参考对应钢号 美国AISI标准钢号H10、俄罗斯ΓOCT标准钢号3X3M3Φ、我国标准钢号3Cr3Mo3VNb。
(5)HM3钢物理性能
临界点温度(近似值) Ac1=825℃,Ar1=734℃,Acm=910~920℃,Arm=810℃,Ms=355℃。
线(膨)用系数:室温到600℃,α=11.9×10-6K-1。
热导率:λ=32.55W/(m·K)。
(6)HM3钢热加工规范 始锻温度1120~1150℃,终锻≥850℃,灰冷或堆冷,冷却后需及时退火。
(7)HM3钢普通退火规范 温度860℃±10℃,保温时间2~3h,降温到温度710℃±10℃,保温时间4~6h,炉冷到温度≤550℃,出炉空冷。
(8)普通球化退火规范 (860~900)℃×(2~3)h炉冷,(700~730)℃×(3~5)h等温,炉冷至温度≤550℃,出炉空冷,硬度180~190HBS。
(9)快速球化退火规范 高温1030℃加热,时间20s/mm,油淬,随后,在800~850℃加热,时间1~2min/mm,待到均热后,随即炉冷,降至温度≤550℃,出炉空冷,退火硬度180~200HBS。
(10)淬火、回火规范 淬火温度950~1000℃,淬火硬度46~50HRC,晶粒度为10~11级。
回火温度500~580℃,呈现析出硬化效应,硬度比淬火态高1~1.5HRC,回火温度450~650℃,硬度42~48HRC。
(11)离子渗氮处理规范 渗氮温度460℃/530℃/580℃/640℃,保持时间10h,离子渗氮层深0.12mm/0.20~0.28 mm/0.28mm/0.35~0.38 mm,表面硬度1145~1320HVHVHV0.5/810~824HV0.5。
淬火温度1080℃,油淬,硬度48.5HRC,回火温度450℃/500℃/550℃/580℃/600℃/620℃/650℃,一次回火后的硬度48.5HRC/48.5 HRC/48.0 HRC/49.0 HRC/48.0 HRC/45.5 HRC/39.0 HRC,二次回火后硬度48.5 HRC/49.5 HRC/48.0 HRC/49.5 HRC/48.0 HRC/45.5 HRC/41.0 HRC。