预备热处理工艺对4Cr5Mo2NiVCo模具钢显微组织与冲击性能的影响

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2025.07.013

金属热处理 ›› 2025, Vol. 50 ›› Issue (7): 89-95.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2025.07.013

预备热处理工艺对4Cr5Mo2NiVCo模具钢显微组织与冲击性能的影响

夏云峰¹, 周仲成¹, 周世杰¹, 雷晓娟², 刘艳春¹

1.内蒙古北方重工业集团有限公司特钢事业部, 内蒙古包头 014033;
2.中信重工机械股份有限公司铸锻分公司, 河南洛阳 471000

收稿日期:2025-01-13 修回日期:2025-04-25 出版日期:2025-07-25 发布日期:2025-07-28
作者简介:夏云峰(1985—),男,高级工程师,主要研究方向为金属材料热处理,E-mail:haiwen0602@126.com

Effect of pretreatment process on microstructure and impact property of 4Cr5Mo2NiVCo mold steel

Xia Yunfeng¹, Zhou Zhongcheng¹, Zhou Shijie¹, Lei Xiaojuan², Liu Yanchun¹

1. Special Steel Division, Inner Mongolia North Heavy Industry Group Co., Ltd., Baotou Inner Mongolia 014033, China;
2. Casting and Forging Branch, CITIC Heavy Industry Machinery Co., Ltd., Luoyang Henan 471000, China

Received:2025-01-13 Revised:2025-04-25 Online:2025-07-25 Published:2025-07-28

摘要/Abstract

摘要： 采用JMatPro模拟计算软件及试验研究相结合的方式,对4Cr5Mo2NiVCo模具钢的预备热处理工艺进行了研究。结果表明,4Cr5Mo2NiVCo钢对奥氏体化加热温度较为敏感,当奥氏体化温度达到1020 ℃时,晶粒开始出现粗化现象,在1020 ℃以上淬火,组织中会出现针状马氏体,对冲击性能产生不利影响。该钢经1020 ℃以下淬火再经750 ℃高温回火的预备热处理,可获得铁素体基体上均匀分布细颗粒状碳化物的粒状珠光体组织。在最终热处理工艺相同的条件下,随着预备热处理的奥氏体化温度的升高,材料的冲击性能逐步下降,硬度先升高后略有下降,在预备热处理的奥氏体化温度为1010 ℃时,硬度达到最高值,同时冲击吸收能量可保持在25 J以上。

关键词: 模具钢, 淬火, 回火, 预处理, 显微组织, 碳化物, 冲击性能

Abstract: Pretreatment process of 4Cr5Mo2NiVCo die steel was studied by using a combination of JMatPro simulation software and experimental research. The results show that the 4Cr5Mo2NiVCo steel is sensitive to the austenitizing heating temperature. When the austenitizing temperature reaches 1020 ℃, the grain size begins to coarsen. After quenching above 1020 ℃, needle-like martensite appears in the microstructure, which has an adverse effect on the impact property. The steel undergoes a pretreatment of quenching below 1020 ℃ and then high-temperature tempering at 750 ℃, resulting in a granular pearlite structure with uniformly distributed fine carbides on the ferrite matrix. Under the same final treatment conditions, as the austenitizing temperature of pretreatment increases, the impact property of the steel gradually decreases, and the hardness first increases and then slightly decreases. When the austenitizing temperature of pretreatment is 1010 ℃, the hardness reaches the highest value, and the impact absorbed energy maintains above 25 J.

Key words: mold steel, quenching, tempering, pretreatment, microstructure, carbide, impact property

中图分类号:

TG142.45

夏云峰, 周仲成, 周世杰, 雷晓娟, 刘艳春. 预备热处理工艺对4Cr5Mo2NiVCo模具钢显微组织与冲击性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 89-95.

Xia Yunfeng, Zhou Zhongcheng, Zhou Shijie, Lei Xiaojuan, Liu Yanchun. Effect of pretreatment process on microstructure and impact property of 4Cr5Mo2NiVCo mold steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2025, 50(7): 89-95.

参考文献

[1] 张宇, 黄泽军, 张恒华, 等. 钴和镍对4Cr5Mo2V压铸模具钢抗热损伤性能的影响[J]. 上海金属, 2021, 43(2): 7-12.
Zhang Yu, Huang Zejun, Zhang Henghua, et al. Effect of cobalt and nickel on resistance to thermal damage of 4Cr5Mo2V die-casting die steel[J]. Shanghai Metals, 2021, 43(2): 7-12.
[2] 刘玉杰. 含Mo耐火钢的微合金化及其组织与性能研究[D]. 沈阳: 东北大学, 2013.
[3] Mehrea H. Diffusion in solid metals and alloys[J]. Defect and Diffusion Forum, 1970, 4: 296-340.
[4] 曾艳, 吴晓春, 夏书文, 等. 镍元素对新型压铸模具钢热稳定性的影响[J]. 材料导报, 2017, 31(16): 72-75.
Zeng Yan, Wu Xiaochun, Xia Shuwen, et al. Influence of Ni on the thermal stability of a new die casting steel[J]. Materials Reports, 2017, 31(16): 72-75.
[5] 方明敏. 18Ni(350)马氏体时效钢力学性能及强韧化机制的研究[D]. 扬州: 扬州大学, 2014.
[6] 尹航, 李金许, 宿彦京, 等. 马氏体时效钢的强韧化设计[J]. 材料导报, 2014, 28(13): 86-88.
Yin Hang, Li Jinxu, Su Yanjing, et al. The toughening designing of maraging steel[J]. Materials Reports, 2014, 28(13): 86-88.
[7] 何雪松, 左鹏鹏, 吴晓春. Ni对新型压铸模具钢连续冷却转变规律的影响[J]. 材料热处理学报, 2015, 36(10): 134-140.
He Xuesong, Zuo Pengpeng, Wu Xiaochun. Effect of Ni on continuous cooling transformation characteristic of new type die-casting steels[J]. Transactions of Materials and Heat Treatment, 2015, 36(10): 134-140.
[8] 常永, 李立, 吴少君, 等. 球化温度对4Cr5Mo2V热作模具钢组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(3): 46-50.
Chang Yong, Li Li, Wu Shaojun, et al. Effect of spheroidizing temperature on microstructure and properties of 4Cr5Mo2V hot work die steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2021, 46(3): 46-50.
[9] 夏云峰, 周仲成, 张光川, 等. 淬火+高温回火对BZH5541E模具钢组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2019, 44(6): 176-179.
Xia Yunfeng, Zhou Zhongcheng, Zhang Guangchuan, et al. Effects of quenching and high temperature tempering on microstructure and properties of BZH5541E die steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2019, 44(6): 176-179.
[10] 夏云峰, 张光川, 赵卫国, 等. JMatPro在4Cr5Mo2V 钢热处理工艺设计中的应用[J]. 新技术新工艺, 2019(4): 14-18.
Xia Yunfeng, Zhang Guangchuan, Zhao Weiguo, et al. Application of heat treatment process design of JMatPro for 4Cr5Mo2V steel[J]. New Technology and New Process, 2019(4): 14-18.
[11] 施渊吉, 王晓勇, 滕宏春, 等. 新型热锻模用材DM钢的热处理工艺[J]. 金属热处理, 2019, 44(2): 100-108.
Shi Yuanji, Wang Xiaoyong, Teng Hongchun, et al. Heat treatment process of a novel DM hot forging die steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2019, 44(2): 100-108.
[12] 燕云, 牟风, 刘宝石, 等. 热作模具钢4Cr5Mo2V锯切异常原因分析[J]. 模具制造, 2021(1): 80-84.
Yan Yun, Mu Feng, Liu Baoshi, et al. Analysis on abnormal sawing of hot working die steel 4Cr5Mo2V[J]. Die Mould Manufacture, 2021(1): 80-84.

[1]	龚雪玲, 顾剑锋, 王婧, 袁志钟, 王琴, 史有森. GCr15钢的碳氮共渗工艺参数及其对微观组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 1-9.
[2]	张皓月, 唐正友, 崔峰, 张瀚文, 王镇轩. 固溶温度对Fe-Mn-Al-C奥氏体低密度钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 18-23.
[3]	欧文超, 崔岳峰, 韩顺, 闫昆, 袁小园, 王春旭, 厉勇. W、Mo含量对1Cr11Ni2W2MoV钢组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 24-32.
[4]	付立武, 燕冰川, 张舒展, 刘庚, 刘世博, 史显波, 严伟. 焊后冷却速度对X80管线钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 81-88.
[5]	柴静, 郑志斌, 王帅, 龙骏, 韩培贤, 朱胜利, 郑开宏. 碳含量对低铬合金钢微观组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 178-184.
[6]	宋帅, 王立辉, 薛仁杰, 彭飞, 白丽娟, 刘丽君. 空气硬化钢的连续冷却转变曲线及力学性能[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 198-203.
[7]	付天乐, 沙莎, 汪兵, 陈小平. 控轧控冷工艺对3.5%Ni耐候钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 204-211.
[8]	郭泰瑜, 王娇娇, 高云哲, 赵林林, 王健, 武晓龙, 苏冬艳, 任可飘. 回火温度对石油套管用Cr-Mo-V钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 248-254.
[9]	李绍杰, 刘运娜. 球化退火对55Cr3弹簧钢淬火组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 265-269.
[10]	陈奎, 褚曼, 刘宁, 陈俊. 临界区淬火温度对低碳5Mn钢强韧性的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 270-276.
[11]	谭国寅. 时效前预拉伸对7075铝合金组织与冲击性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 277-280.
[12]	邓彪, 徐龙云, 高擎, 罗登, 张青学, 于青, 吴仲文. 两相区热处理对7Ni钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 293-297.
[13]	施渊吉, 王孝文, 黎军顽, 董成通, 陈泽瑜, 钱黎明, 展熠辉. 浸淬方式对40Cr钢汽车前桥淬火变形行为与应力演变的影响[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 313-321.
[14]	金丽君, 代玉杰, 毕高杰. 40Cr钢销轴轴向开裂原因分析[J]. 金属热处理, 2025, 50(7): 335-338.
[15]	李伟男, 喻建林, 赵棪, 唐小勇, 刘涛, 赵征志. 1500 MPa级热成形钢的组织与性能[J]. 金属热处理, 2025, 50(6): 47-53.

预备热处理工艺对4Cr5Mo2NiVCo模具钢显微组织与冲击性能的影响

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