4Cr3Mo2MnVNbB模具钢硬度韧性的材料

　　一、4Cr3Mo2MnVNbB模具钢的特性

　　4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢是针对铜合金压铸模，4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢结合我国矿产资源情况而设计出来的新型热压铸模具钢，接近3Cr3Mo类钢，但增加了微量元素Nb和B。与Y10钢相比，4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢中的Cr、Si含量下降，因此碳化物不均匀性下降，同时以B来提高因Cr、Si含量减少而降低的淬透性和高温强度。加入微量Nb、Nb的碳化物难溶于奥氏体，同时Nb的加入还可以提高M6C和MC型碳化物的稳定性，因此能细化晶粒，降低过热敏感性，提高热强性和稳定性。4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢在力学性能上，尤其是冷热疲劳及裂纹扩展速率方面明显优于3Cr2W8V钢，是比较理想的铜合金压铸模材料，模具使用寿命有较大的提高。另外4Cr3Mo2MnVNbB(Y4)钢在热挤压模、热锻模的应用方面也取得了明显成效。

　　4Cr3Mo2MnVNbB化学成分：

　　C：0.36～0.42

　　Si：0.25～0.50

　　Mn：0.90～1.30

　　Cr：2.20～2.70

　　Mo：2.00～2.50

　　V：0.90～1.30

　　B：0.002～0.006

　　Nb：0.04～0.10

　　P：≤0.030

　　S：≤0.030

　　(二)良好的韧性

　　组织优化的影响

　　该模具钢通过合理的合金元素配比和热处理工艺，具有良好的韧性。锰(Mn)元素有助于细化晶粒，使钢的组织更加均匀。在模具受到冲击载荷时，均匀的组织能够有效地吸收能量，避免发生脆性断裂。例如，在热锻模具中，当模具受到锻件的冲击时，4Cr3Mo2MnVNbB模具钢的韧性能够保证模具不会轻易开裂。

　　(三)较好的抗热疲劳性能

　　合金元素协同效应

　　多种合金元素的协同作用使4Cr3Mo2MnVNbB模具钢具有较好的抗热疲劳性能。在模具频繁的加热和冷却循环过程中，如压铸模具和热锻模具的工作过程，合金元素稳定了钢的组织结构，减少了热应力的产生，从而降低了热疲劳裂纹出现的概率。

　　二、4Cr3Mo2MnVNbB模具钢的用途

　　(一)压铸模具

　　大型压铸模具

　　对于大型压铸模具，4Cr3Mo2MnVNbB模具钢的高的热强性和良好的抗热疲劳性能尤为重要。例如，在大型汽车发动机缸体压铸模具中，模具需要承受高温、高压以及频繁的热循环。这种模具钢能够满足大型压铸模具对尺寸精度、使用寿命和生产效率的要求，确保压铸出的缸体质量稳定。

　　(二)热锻模具

　　复杂形状热锻模具

　　在制造复杂形状的热锻模具时，4Cr3Mo2MnVNbB模具钢的高韧性和热强性发挥着重要作用。例如，在锻造汽车变速器齿轮的热锻模具中，模具需要在高温下承受复杂的应力状态，这种模具钢能够有效地抵抗变形和开裂，保证热锻模具的使用寿命和锻造出的齿轮质量。