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Cr4W2MoV 淬火 1020~1040 ℃:钨 2% 的冷作模不能用 Cr12 曲线的理由

发布时间:2026-11-04|供应单位:上海熔恒特种合金有限公司|咨询:唐先生 13301717224|关键词:Cr4W2MoV 冷作模具钢 淬火

Cr4W2MoV 是高碳中铬含钨钼的冷作模具钢,碳 1.12%~1.25%、硅 0.40%~0.70%、锰不超过 0.40%、铬 3.50%~4.00%、钨 1.90%~2.60%、钼 0.80%~1.20%,交货状态硬度不超过 269 HB,试样 1020~1040 ℃ 油冷后硬度不低于 60 HRC。它常被拿来与 Cr12 系比较,热处理曲线却不能共用。

铬只有 4%,不是莱氏体钢

Cr12 系的铬给到 11%~13%,凝固时形成大量共晶碳化物,属莱氏体钢;Cr4W2MoV 的铬只有 3.5%~4.0%,共晶碳化物量少得多,组织接近过共析钢。碳 1.12%~1.25% 配上钨与钼,碳化物以 M7C3、M6C 与 MC 型混合存在,颗粒更细、分布更均匀,淬火后的韧性优于 Cr12 系。

钨 2% 提高回火稳定性

成排长棒料
配图:成排长棒料

钨在淬火加热时部分溶入奥氏体,回火时以细碳化物析出,提高抗回火软化能力。含量只有 2% 左右,作用比高速钢弱,但对冷作模已经够用:在 200~300 ℃ 回火时硬度下降缓慢,模具在连续冲压的温升下不容易软化。钼的作用与钨类似,同时抑制回火脆性。

1020~1040 ℃ 与 Cr12 的 960~980 ℃

这支钢的试样淬火温度是 1020~1040 ℃ 油冷,而 Cr12 系通常在 960~980 ℃ 一档。温度差 50 ℃ 以上,原因在于碳化物类型不同:Cr4W2MoV 的碳化物需要更高的温度才能充分溶解,温度不够则硬度上不去;但温度过高,晶粒粗化、残余奥氏体增加,淬火后变形与开裂风险上升。

预热档不能省

部分标准抽取件在淬火温度前另列 960~980 ℃ 一档,按体例判为预热档,这一点要以标准原件复核。对高碳合金工具钢,预热是必须的:直接进高温炉,薄壁与尖角处先到温、心部滞后,热应力叠加组织应力,开裂往往发生在淬火冷却的前几分钟。两级预热更稳,尤其对复杂型腔。

圆形坯料
配图:圆形坯料

回火与二次硬化

淬火后要做两次以上回火,回火温度按目标硬度选。这支钢有二次硬化倾向,回火温度升到 500 ℃ 附近硬度可能回升,继续升温才下降。回火曲线要按炉批实测,不能照抄 Cr12 的数据,这一点在厚模块上尤其明显,因为心部与表层的回火程度本来就有差别。回火不足的模具,线切割或磨削时容易开裂,尺寸也会在使用中继续变化。

交货硬度 269 HB 的含义

269 HB 是退火态的交货上限,与 Cr12 的 269~217 HB、Cr12MoV 的 255~207 HB 属同一档。它只说明材料便于粗加工,与模具使用硬度无关。订货时把交货硬度与试样淬火硬度分开写,前者是到货验收项,后者是工艺验证项,混在一起写,验收时容易各说各话。

车间内成排管材
配图:车间内成排管材

适用场合与替代边界

这支钢适合中等截面、要求较高耐磨又有一定韧性的冷作模,比如冲裁、拉伸、冷挤一类。截面大、冲击重的场合,韧性余量不足;要求极高耐磨的场合,Cr12 系或高速钢更合适。替代时按成分、淬透性与韧性三项比对,不能只看硬度能不能到 60 HRC。

到货核对四项

一是成分,核碳、铬、钨、钼,钨低于 1.9% 回火稳定性不足;二是交货硬度与压痕直径,不超过 269 HB,压痕直径 3.7 mm 是同一判据的另一写法;三是退火组织,球化级别按约定;四是尺寸与超声,厚模块看中心疏松。牌号体系按 GB/T 1299 与 ASTM A681 一档核对,标准内位置为冷作模具钢组序号 3-8,替代时按成分与韧性两项再核一遍。

本文为上海熔恒特种合金有限公司技术资料整理,成分区间、力学数值与执行标准以现行 GB/ASTM/AMS 标准及随货质保书为准;具体规格与交货状态请与供货方书面确认。

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