Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼是一種高耐熱熱作模具鋼，是針對(duì)鋁合金壓鑄模特點(diǎn)而研制的新型熱作模具鋼，是在H13鋼的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高鉬、釩、錳、硅含量，具有很好的淬透性、高熱強(qiáng)性和耐回火性。由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制作的模具，可以在低于600的工作溫度下長(zhǎng)期工作。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的化學(xué)成分：見(jiàn)表1
表1 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%）
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C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
Al |
P |
S |
|
0.36~0.42 |
1.00~1.50 |
0.70~1.50 |
4.50~5.50 |
0.80~1.20 |
0.80~1.20 |
≤0.05 |
≤0.030 |
≤0.030 |
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的特性及應(yīng)用：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼是針對(duì)鋁合金壓鑄模特點(diǎn)而研制的新型熱作模具鋼，化學(xué)成分與H13鋼相似，但含鉬Mo量稍高，有很好的淬透性。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼中Mo和V分別以M6C和MC型碳化物存在，對(duì)細(xì)化晶粒、提高熱強(qiáng)性和耐回火性有較大作用。鋼中加入Si、Mn的目的是提高基體強(qiáng)度。
由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制作的模具，可以在低于600℃的工作溫度下長(zhǎng)期工作。Y10鋼在力學(xué)性能上，尤其是在冷熱疲勞及裂紋擴(kuò)展速率方面明顯優(yōu)于3Cr2W8V，是比較理想的鋁合金壓鑄模材料。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼用于壓鑄模使用壽命明顯提高，另外，Y10鋼在熱擠壓模、熱鍛模應(yīng)用方面，也取得了明顯成效。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的臨界點(diǎn)：
Ac1≈815℃，Ac3≈893℃,Ms≈271℃。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的熱加工：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的鍛造工藝規(guī)范見(jiàn)表2。
表2 Y10鋼鍛壓工藝規(guī)范
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加熱溫度/℃ |
始鍛溫度/℃ |
終鍛溫度/℃ |
冷卻方式 |
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1120~1150 |
1070~1140 |
850~900 |
緩冷，立即回火 |
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的熱處理工藝：
⒈預(yù)備熱處理：
采用等溫退火工藝，840~860℃，保溫2~4h；等溫溫度為680℃，保溫4~6h，爐冷到550℃以下出爐空冷，退火后硬度為170~187HRS，退火組織為點(diǎn)狀珠光+少量分散分布的亞穩(wěn)定共晶碳化物。
⒉淬火及回火：
淬火溫度為950~1050℃，油冷，硬度為50~56HRC?；鼗饻囟葹?50~620℃，硬度為42~51HRC。采取下限溫度（550℃）回火，硬度為50~51HRC。采取1050℃油淬，650℃回火2次，硬度為39HRC。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學(xué)性能：
⒈Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學(xué)性能見(jiàn)表3。
表3 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的力學(xué)性能
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試驗(yàn)溫度/℃ |
σb/MPa |
σS/MPa |
δ（%） |
ψ（%） |
αK/J•cm-2 |
|
室溫 |
1724 |
1563 |
5.4 |
20.9 |
15.6 |
|
300 |
1319 |
1122 |
10.8 |
48.2 |
31.3 |
|
600 |
803 |
716 |
25.7 |
78.3 |
48.7 |
|
650 |
527 |
470 |
26.8 |
87.3 |
52.1 |
|
700 |
274 |
224 |
41 |
95 |
60.5 |
注：1020℃油淬，595℃回火2h。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱穩(wěn)定性對(duì)比見(jiàn)表4。
表4 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱穩(wěn)定性對(duì)比
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保溫時(shí)間/h |
0 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
|
|
600℃ |
Y10 |
50HRC |
43.2HRC |
39.2HRC |
34.6HRC |
33.1HRC |
|
3Cr2W8V |
49HRC |
- |
- |
45.8HRC |
43.5HRC |
|
|
700℃ |
Y10 |
47.6HRC |
32.5HRC |
30HRC |
29.2HRC |
29HRC |
|
3Cr2W8V |
50HRC |
44HRC |
40.5HRC |
37.2HRC |
34.5HRC |
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⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的熱疲勞性能對(duì)比見(jiàn)表5；
表5 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼熱疲勞性能對(duì)比
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裂紋 |
裂紋條數(shù)/條 |
裂紋最長(zhǎng)長(zhǎng)度/mm |
|||
|
≤0.05mm |
0.05~0.10 mm |
0.10~0.15mm |
≥0.05mm |
||
|
Y10 |
5 |
1 |
2 |
2 |
0.33 |
|
3Cr2W8V |
16 |
127 |
0.55 |
||
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的抗熔蝕性對(duì)比分別見(jiàn)表6.
表6 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼與3Cr2W8V鋼的抗熔蝕性對(duì)比
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鋼種 |
失重/g |
單位面積失重/g•dm-3 |
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Y10 |
4.153 |
16.57 |
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3Cr2W8V |
5.056 |
20.18 |
從以上表中可以看出，Y10鋼的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性低于3Cr2W8V鋼，但Y10鋼的冷熱疲勞性能、斷裂韌度和抗熔蝕性?xún)?yōu)于3Cr2W8V鋼已是比較理想的鋁合金壓鑄模材料，其模具使用壽命普遍提高，可以取代傳統(tǒng)的3Cr2W8V鋼。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼的典型應(yīng)用：
⒈主要用于長(zhǎng)壽命鋁合金壓鑄模，采用Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼制造的鋁合金壓鑄模的平均壽命比采用3Cr2W8V鋼的壓鑄模提高1倍以上。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼可用于下述鋁合金壓鑄模的型腔鑲塊材料、型芯材料：ZL101、ZL102、ZL103、ZL104、ZL105、ZL301、ZL302、ZL401、鎂合金ZM5。
⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼用于制造電機(jī)端蓋、照相機(jī)盒、汽車(chē)變速箱上蓋等鋁合金壓鑄模，淬火及回火到50~51HRC下使用。
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)鋼可用于制造工作溫度低于600℃的中、小熱鍛模具，還可用于制作鋁合金熱擠壓模具。
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