GR模具鋼熱處理工藝|GR模具鋼硬度|GR模具鋼性能|GR模具鋼成分|GR模具鋼價格
4Cr3Mo3W4VNb（GR鋼）
4Cr3Mo3W4VNb鋼代號為GR模具鋼,屬研制的新型鎢鉬系高熱強性熱作模具鋼，4Cr3Mo3W4VNb（GR鋼)是現有熱作模具鋼中高溫強度較高,熱穩定性較好,并具有良好抗冷熱疲勞性能的鋼種。
4Cr3Mo3W4VNb（GR鋼)中加入了適當比例的Cr、Mo和V,又加入4%W,所以該鋼的高溫強度和熱穩定性得到進一步提高,使GR鋼在具有良好的淬透性和足夠的高溫強度及熱穩定性的同時,還具有良好的抗冷熱疲勞性能及適當的塑性和韌性。
4Cr3Mo3W4VNb（GR鋼)中還加入了微量Nb,降低了鋼的過熱敏感性,使含量較高的W、Mo等合金碳化物在較高的淬火溫度下更完全地溶入基體中,進一步提高了鋼的高溫強度、高溫硬度、回火穩定性和耐磨性,但又不至晶粒粗大。
4Cr3Mo3W4VNb(GR鋼）亦屬于一種高熱強性基體鋼,該鋼當初是針對精密鍛造、高速鐓鍛和熱擠壓等熱形變模具而研制的,此類模具要求模具材料具備高的高溫強度,良好的熱穩定性和抗冷熱疲勞性,適當的塑性和韌性,良好的淬透性和熱傳導性。
（1） GR鋼化學成分
GR模具鋼化學成分（質量分數）（%）
|
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
W |
V |
Nb |
P |
S |
|
0.37～0.47 |
≤0.50 |
≤0.50 |
2.50～3.50 |
2.50～3.00 |
3.50～4.50 |
1.20～1.40 |
0.10～0.20 |
≤0.020 |
≤0.010 |
（2）GR鋼臨界點 Ac1≈821℃，Ac3≈880℃，Ar1≈752℃，Ar3≈850℃，Ms≈204℃
（3）GR鋼 熱加工
GR模具鋼鍛造工藝規范
|
項目 |
加熱溫度/℃ |
始鍛溫度/℃ |
終鍛溫度/℃ |
冷卻方式 |
|
鋼錠 |
1150～1200 |
1120～1170 |
≥900 |
緩冷并及時退火 |
|
鋼坯 |
1130～1180 |
1080～1120 |
≥850 |
緩冷并及時退火 |
（4）預備熱處理 鍛材等溫退火：＜500℃入爐隨爐升溫，加熱溫度840～860℃，保溫時間（H）1+1min/mm,等溫溫度730±10℃，保溫時間（H）2+1min/mm，隨爐冷至＜500℃出爐空冷（HB≤220）。
（5）GR鋼淬火及回火：
1）淬火溫度為1160～1200℃，油冷，硬度≥59HRC。若要求高韌性及塑性，選用較低的淬火溫度；若要求高的高溫強度及耐回火性，則選用較高的淬火溫度。
2）回火溫度為630℃、600℃ 2次回火，每次2～3h，若為形狀復雜的大模具可以采用3次回火，回火后硬度為50～54HRC。
（6）力學性能 GR鋼與3Cr2W8V鋼的冷熱疲勞抗力熱穩定性比較
GR模具鋼、3Cr2W8V鋼的冷熱疲勞抗力
|
鋼號 |
硬度HRC |
裂紋條數/條 |
裂紋深度總和/mm |
最大裂紋深度/mm |
|
GR |
50 |
8 |
0.68 |
0.119 |
|
3Cr2W8V |
48 |
14 |
4.53 |
1.34 |
GR模具鋼、3Cr2W8V鋼的熱穩定性
|
保溫時間/h
硬度HRC
鋼號 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
GR |
50 |
47.5 |
45 |
42.5 |
41 |
39.5 |
|
3Cr2W8V |
48 |
44 |
41 |
37.5 |
34.5 |
32.5 |
注：保溫溫度為680℃。
(7) GR鋼的室溫及高溫力學性能
GR模具鋼室溫及高溫力學性能
|
試驗溫度力學性能/℃ |
σb/MPa |
σs/MPa |
δ5（%） |
ψ（%） |
αk/(J/cm2) |
HRC |
|
室溫 |
1880 |
1500 |
6.7 |
20.0 |
16 |
52 |
|
600 |
1440 |
1160 |
1.25 |
3.0 |
23 |
— |
|
650 |
1220 |
1030 |
2.0 |
3.0 |
26 |
— |
|
750 |
675 |
580 |
3.75 |
18.0 |
110 |
— |
(8) GR鋼典型應用舉例
1) 可用于軸承內圈、鋼球熱鐓模，氣門熱鐓模，汽車齒輪高速精鍛模，紫銅熱擠壓模， 自行車曲柄滾鍛模等。
2)該鋼還適用于制造淺型腔中小鍛模。
3)也可用于銅合金熱擠壓模具。
4)通常該鋼使用壽命比3Cr2W8V提高3～4倍。
5)廣泛用于壓力機熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等各種熱作模具。
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