1.3Cr2W8V(H21)钢
(1)化学成分
3Cr2W8V钢的化学成分(GB/T 1299—2000)见表5-202。
表5-202 3Cr2W8V钢化学成分(质量分数) (%)

① 根据用户要求,碳质量分数可提高至0.4%~0.5%。
(2)物理性能
1)临界点温度(表5-203)。
表5-203 3Cr2W8V钢临界点温度

2)线膨胀系数(表5-204)。
表5-204 3Cr2W8V(H21)钢线膨胀系数

3)比热容(表5-205)。
表5-205 3Cr2W8V钢比热容

4)热导率(表5-206)。
表5-206 3Cr2W8V钢热导率

5)电阻率(表5-207)。
表5-207 3Cr2W8V(H21)钢电阻率

6)其他物理性能(表5-208)。
表5-208 3Cr2W8V钢其他物理性能

(3)热加工
锻造工艺规范见表5-209。
表5-209 3Cr2W8V钢锻造工艺规范

① 锻后要在空气中较快地冷却到Ac1以下(约700℃),随后缓冷(砂冷或炉冷),也可以进行高温退火。如条件许可,直接进行红装退火。
(4)热处理
1)预备热处理。
① 预备热处理工艺规范(表5-210)。
表5-210 3Cr2W8V钢预备热处理工艺规范

② 退火后的硬度和组织(表5-211)。
表5-211 3Cr2W8V钢退火后的硬度和组织

2)淬火。
① 推荐的淬火工艺规范(表5-212)。
表5-212 3Cr2W8V钢推荐的淬火工艺规范

注:1.大型模具采用加热温度的上限值,小型模具采用加热温度的下限值。(https://www.daowen.com)
2.大型模具应先在600~650℃进行1~2h的预热,然后再继续升温。
3.对于火焰炉,根据模具厚度,每25mm保温40~50min。对于电炉加热,在火焰炉加热的基础上再增加加热时间40%。
② 常用淬火工艺(表5-213)。
表5-213 3Cr2W8V钢常用淬火工艺

① 等温淬火后获得的贝氏体组织有较高的强韧性,耐回火性也比常规热处理好得多,抗热冲性能比较高,模具变形小。可提高模具的使用寿命。
② 3Cr2W8V钢的淬火加热温度提高,马氏体合金化程度也提高,模具热强性特别好,但韧性稍差,一般用于制造铜合金和铝合金挤压模、压铸模、压型模等受冲击力不太大、而要求有高热强性的模具。
③ 淬火温度与硬度的关系(表5-214)。
表5-214 3Cr2W8V钢淬火温度与硬度的关系

3)固溶超细化处理(表5-215)。
表5-215 3Cr2W8V钢固溶超细化处理

4)回火。
① 推荐的回火工艺规范(表5-216)。
表5-216 3Cr2W8V钢推荐的回火工艺规范

注:1.大型模具在淬火后应立即回火。一般需回火2次(620℃、600℃,每次2~3h),形状复杂的大型模具,可采用3次回火。
2.模具回火时,先装入350~400℃的炉内停留1~3h,然后将温度升至回火温度。
3.回火保温时间按每25mm厚度为40~45min进行计算。
② 回火温度与硬度的关系(表5-217)。
表5-217 3Cr2W8V钢回火温度与硬度的关系

5)表面处理。气体渗氮工艺规范见表5-218。
表5-218 3Cr2W8V钢气体渗氮工艺规范

(5)力学性能
3Cr2W8V钢属于典型的高热强性热作模具钢。易形成碳化物的W、Cr元素含量高,因此,高温强度和热硬性高,具有较高的高温力学性能,但其韧性和塑性较差。该钢相变温度较高,抵抗冷热交替的耐热疲劳性能良好。淬透性好,钢材截面尺寸在80mm以下时可以淬透,耐回火性较高。
1)不同回火温度的力学性能(表5-219)。
表5-219 3Cr2W8V钢不同回火温度的力学性能

注:1100℃油淬。
2)高温硬度(表5-220)。
表5-220 3Cr2W8V钢高温硬度

3)3Cr2W8V钢与4Cr5MoSiV1(H13)钢疲劳性能对比(表5-221)。
表5-221 3Cr2W8V钢与4Cr5MoSiV1钢疲劳性能对比

注:试验条件为试样在铅浴中加热到700℃,然后在20℃的水中急冷,循环1500次。
(6)材料应用
3Cr2W8V钢为高热强性热作模具钢,可以制造高温下承受高应力但冲击负荷不大的热作模具凸模、凹模,如热挤压模的凹模、芯棒、顶杆,平锻机的凸模、凹模、镶块,铜合金挤压模、压铸用模具,或用于制作同时承受较大压缩应力、弯曲应力和拉伸应力的反挤压模,也用于制作高温下受力的热金属切削刀具。