4CrW2Si鋼的特性、化學(xué)成分、熱處理工藝及應(yīng)用
4CrW2Si鋼是在優(yōu)質(zhì)40鋼的基礎(chǔ)上主要加入Cr、W、Si元素而研制成的。
⒈4CrW2Si鋼的特性
⑴、4CrW2Si鋼中加入Cr、Si元素主要是提高鋼的淬透性，同時固溶于基體中強(qiáng)化基體組織，并改善鋼的回火穩(wěn)定性。Cr元素還可固溶于Fe3C中形成復(fù)合（Fe、Cr）3C，改善其硬度，增加鋼的硬度與耐磨性。
⑵、W元素主要是形成碳化物，作組織中的強(qiáng)化相，提高鋼的強(qiáng)度，增加鋼的硬度與耐磨性；同時細(xì)化晶粒，改善鋼的強(qiáng)韌性。另外，W元素在奧氏體化時可固溶于基體組織中，除強(qiáng)化基體組織外，還可提高鋼的回火穩(wěn)定性，消除鋼的回火脆性。
⑶、4CrW2Si鋼中加入Si元素，有利于改善鋼的疲勞強(qiáng)度，但卻增強(qiáng)鋼的脫碳傾向，加熱時需注意防護(hù)。另外Si元素可改善碳化物分布與形態(tài)，并提高彈性極限。
⑷、由于4CrW2Si鋼中一部分碳元素與Cr、W、Fe元素形成碳化物，作組織中的強(qiáng)化相，而剩余的另一部分碳元素留在高溫狀態(tài)的奧氏體中。因此奧氏體中的含碳量并不是很高，這使得淬火所得的基體組織多為復(fù)合馬氏體組織，基體組織具有很高的強(qiáng)韌性。
⒉4CrW2Si鋼主要化學(xué)成分
0.35%~0.45%C、0.18%~1.10%Si、1.00%~1.30%Cr、2.00%~2.50%W、≤0.40%Mn、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊4CrW2Si鋼的熱處理工藝
4CrW2Si鋼相變點為：AC1780℃、Ac3840℃、Ms315℃。
4CrW2Si鋼的始鍛溫度為1100~1140℃，終鍛溫度為800℃，鍛造后緩慢冷卻。
4CrW2Si鋼常見的熱處理工藝
熱處理工藝 工藝參數(shù) 硬度要求 工藝特點
不完全退火 加熱800~820℃，保溫1~2h后，爐冷至550℃以下出爐空冷 179~229HBS Ac1780℃，Ac3840℃，加熱溫度應(yīng)在Ac1~ Ac3之間，以獲得粒狀珠光體組織
去應(yīng)力退火 加熱710~740℃，保溫1~2h后，隨爐冷卻至500℃以下出爐空冷 ≤269HB 加熱溫度應(yīng)在Ar1之下，消除殘余應(yīng)力，消除加工硬化
淬火 預(yù)熱700~750℃，加熱870~900℃，保溫，油冷 52~57H 淬火加熱溫度高于Ac3，有助于Cr、Mn、Si元素和少量W元素的溶解，提高淬透性，改善回火穩(wěn)定性。少量未溶的W元素的碳化物也細(xì)化了晶粒，保持強(qiáng)韌性，同時提高硬度與耐磨性。回火時，W元素的碳化物析出，增加二次硬化效應(yīng)
回火 加熱200~250℃，保溫2h，空冷
加熱430~470℃，保溫2h，空冷 53~58HRC
45~50HRC 強(qiáng)調(diào)硬度取下限，強(qiáng)調(diào)韌性取上限
⒋4CrW2Si鋼的應(yīng)用
4CrW2Si鋼除了具有較高的強(qiáng)韌性外，還具有較高的硬度與耐用磨性。4CrW2Si鋼以往常用于制造耐沖擊的工具，現(xiàn)在可用來制造大中型冷沖裁模具、冷鐓模具等。