2Cr3Mo2NiVSi鋼的特性、化學(xué)成分、熱處理工藝及應(yīng)用
2Cr3Mo2NiVSi鋼為沉淀硬化型熱作模具鋼。
⒈2Cr3Mo2NiVSi鋼的特性
⑴、2Cr3Mo2NiVSi鋼中C元素含量保持在0.20%左右，以便淬火后可獲得板條狀馬氏體組織，保持鋼的韌性。
⑵、2Cr3Mo2NiVSi鋼中加入Cr、Ni、Si、Mn元素主要是提高鋼的淬透性，并固溶強(qiáng)化基體組織和增強(qiáng)基體組織的回火穩(wěn)定性。
⑶、2Cr3Mo2NiVSi鋼淬火加熱時(shí)，Cr、Ni、Si、Mn元素完全固溶于奧氏體中，提高鋼的淬透性，淬火后又固溶于馬氏體組織和殘余奧氏體中。
⑷、2Cr3Mo2NiVSi鋼回火時(shí)，除Ni、Si仍固溶于馬氏體組織和殘余奧氏體中外，Cr、Mn元素以(Cr、Mn、Fe)₃C碳化物將轉(zhuǎn)變?yōu)?/SPAN>(Cr、Mn、Fe)₇C₃碳化物，進(jìn)而再轉(zhuǎn)變?yōu)?/SPAN>(Cr、Mn、Fe)₂₃C₆碳化物。由于Cr、Mn元素的擴(kuò)散困難，推遲了(Cr、Mn、Fe)₃C碳化物的形成與析出，也變延遲了馬氏體的分解，提高了鋼的回火穩(wěn)定性。(Cr、Mn、Fe)₃C碳化物的析出有助于提高鋼的硬度與耐磨性。
⑸、2Cr3Mo2NiVSi鋼中加入Mo、V、Zr元素主要是形成碳化物，作為鋼中的強(qiáng)化相，既可以細(xì)化晶粒，改善鋼的強(qiáng)韌性，又可以增加鋼的硬度與耐磨性，還可以在回火時(shí)析出來實(shí)現(xiàn)沉淀強(qiáng)化。淬火加熱時(shí)，Mo、V、Zr元素隨其碳化物部分固溶于奧氏體中，尤其是Mo元素碳化物固溶較多，這有助于提高鋼的淬透性。未固溶的Mo、V、Zr元素的碩化物，尤其是V、Zr元素的碳化物，在奧氏體晶界起釘扎作用，阻止奧氏體晶粒的長大，起到細(xì)化晶粒的作用。固溶于奧氏中的Mo、V、Zr元素在淬火后，又固溶于馬氏體與殘余奧氏體中，強(qiáng)化馬氏體與殘余奧氏體，改善馬氏體與殘余奧氏體回火穩(wěn)定性。回火時(shí)隨回火溫度升高，Mo、V、Zr元素將以各種碳化物的形式析出并聚集，增加鋼的硬度與耐磨性，使鋼出現(xiàn)沉淀硬化現(xiàn)象。
⑹、2Cr3Mo2NiVSi鋼中加入Cr、Ni元素有助于提高鋼的耐蝕性與抗氧化性。
⑺、2Cr3Mo2NiVSi鋼中加入Si元素會使鋼產(chǎn)生脫碳傾向。
⑻、2Cr3Mo2NiVSi鋼中加入Mo元素可降低鋼的回火脆性。
⑼、2Cr3Mo2NiVSi鋼淬火后多采用較低溫度回火（≈400℃），硬度為40HRC左右。中溫回火時(shí)，組織仍為板條馬氏體，具有良好的韌性，且具有很好的切削加工性，可以進(jìn)行型腔加工。
⑽、2Cr3Mo2NiVSi鋼制造的模具在服役時(shí)，型腔表面與高溫工作接觸，使得型腔表面的溫度升高至500~600℃，造成型腔表面組織中有大量碳化物析出，出現(xiàn)沉淀硬化，致使型腔表面硬度升高（45~48HRC），提高了型腔表面的耐磨性，而模具心部仍保持原有組織和高韌性，這將極大地改善模具的使用壽命。
⒉2Cr3Mo2NiVSi鋼主要化學(xué)成分
0.16%~0.22%C、2.54%~3.00%Cr、1.80%~2.20%Mo、0.60%~0.90%Si、0.30%~0.50%V、0.40%~0.70%Mn、0.80%~1.20%Ni、0.05%~0.12%Zr、≤0.030%P、≤0.030%S。
⒊2Cr3Mo2NiVSi鋼的熱處理工藝
2Cr3Mo2NiVSi鋼相變點(diǎn)為：AC1776℃、Ac3851℃、Ar1672℃。
2Cr3Mo2NiVSi鋼始鍛溫度1000~1100℃，終鍛溫度850℃，鍛造后隨爐冷卻。
2Cr3Mo2NiVSi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(diǎn)
不完全退火 加熱780℃，保溫3h，以≤40℃/s冷速冷卻至680℃后隨爐冷卻 217~229HBS Ac1776℃，Ac3851℃。加熱溫度在Ac1~Ac3線之間，以獲得珠光體組織
淬火 加熱990~1020℃，油冷(截取厚度大于100mm)或空冷(截取厚度小于或等于100mm) 55~61HRC 加熱時(shí)Cr、Si、Mn、Mo、Ni元素及少量V元素溶入奧氏體中，提高淬透性，改善回火穩(wěn)定性。未溶V元素的碳化物細(xì)化晶粒，改善強(qiáng)韌性與耐磨性
回火 加熱370~400℃，保溫2h，空冷
加熱525~550℃，保溫2h，空冷 40~45HRC
47~49HRC 較高溫度回火，合金滲碳體及Mo、V元素的碳化物析出并聚集，出現(xiàn)二次硬化
⒋2Cr3Mo2NiVSi鋼的應(yīng)用
2Cr3Mo2NiVSi鋼高溫強(qiáng)度接近或超過3Cr2W8V鋼和4Cr5MoSiV鋼，常用于制造在500~600℃范圍內(nèi)使用的熱鍛模具。譬如制造嚙合齒輪模具和連桿模具等，其使用壽命高出4Cr5MoSiV鋼近1倍。