上海铭进特殊钢有限公司
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HM3新型热作模具钢
（1）模具钢的特性 HM3钢号3Cr3Mo3VNb，属过共析钢，中碳铬系高强韧性热作模具钢，该钢是参照美国AISI标准H10钢的俄罗斯ΓOCT标准3X3M3Φ钢的改进型钢种，与HM1相类似，我国早在20世纪80年代，列入航空部标准的3Cr3Mo3VNb钢种。
该钢具有降低加热时的过热敏感性、高温强度高、热稳定性高、塑性韧性高、耐冷热疲劳性好和耐热磨损性X良的特点，在锻态和正火空冷状态时，易形成贝氏体组织，在淬火态可得到板条状马氏体组织，并随淬火加热稳定和冷却条件不同，含有5%～18%的残留奥氏体和1%～3%的碳化物。该钢的碳化物，在退火态为M6C、M4C3和NbC，在淬火态为M2C、V4C3、和NbC。大截面含铌钢模具在缓慢冷速下，有形成晶界链状碳化物的倾向。
除Cr、Mo、V和Nb外，又加入了4%W，使钢的高温强度和热稳定性得到了进一步提高，是中碳铬系热作模具钢中高温强度较高、热稳定性较好的钢种。该钢还具有良好的耐冷疲劳性能。
快速球化退火工艺球化组织小、均匀，退火周期可缩短1/3以上，节约电能消耗20%左右。在600℃下，抗拉强度可达到1000MPa，700℃时可达700MPa。在析出硬化区前回火时，在较高的KIC值。
该钢模具在预热至≥150℃使用时，可显著提高冲击韧性，防止模具的早期脆裂。
中、小型热锻模具的表面温度可达≥600℃，该钢是根据形成合金碳化物所需的碳量，对2Cr3Mo3VMb做进一步成分调整而来的。钢中加入了3%Mo，既能提高钢的淬透性和防止出现回火脆性，又能提高钢的热稳定性。加入V和Nb则可起到细化晶粒，降低钢的过热敏感性作用。
该钢的淬透性高，淬火加热温度范围宽，过热敏感性低，具有高温强度高、热稳定性好、塑性韧性好、耐冷热疲劳性能好、热磨损性能好等X点。
（2）供货状态 退火态。
（3）化学成分（质量分数，%）
碳C：0.2～0.3
硅Si：≤0.60
锰Mn：≤0.35
铬Cr：2.6～3.2
钼Mo：2.7～3. 2
钒V：0.6～1.2
铌Nb：0.08～0.12
磷P：≤0.030
硫S：≤0.030
高强韧性HM3模具钢 热作模
（4）参考对应钢号 美国AISI标准钢号H10、俄罗斯ΓOCT标准钢号3X3M3Φ、我国标准钢号3Cr3Mo3VNb。
（5）物理性能
①临界点温度（近似值） Ac1=825℃，Ar1=734℃，Acm=910～920℃，Arm=810℃，Ms=355℃。
②线（膨）用系数：室温到600℃，α=11.9×10-6K-1。
③热导率：λ=32.55W/（m•K）。
（6）热加工规范 始锻温度1120～1150℃，终锻≥850℃，灰冷或堆冷，冷却后需及时退火。
（7）HM3钢典型应用举例
①连杆辊锻成型模，连杆辊锻成型模具尺寸大，工作条件恶劣，磨损、热疲劳、塌陷、断裂失效现象非常严重。HM3钢制的辊锻模可消除上述缺陷，使用寿命可达到1.9万件。
②在实际应用中，该钢模具的使用寿命可达5CrNiMo、5CrMnMo钢的4倍以上。
③在轴承行业，用该钢制作的挤压模具比3Cr2W8V钢的寿命提高到4～7倍。
④在锻模模具上，该钢的使用寿命与H13钢相比，同样是可以大幅度提高，一般可达H13钢的2倍左右。
⑤采用该钢制作的生产无缝钢管顶的寿命是3Cr2W8V钢的2倍，是H13钢的3倍。
⑥适用于制作有色金属压铸模、耐热不锈钢及高强度材料锻压成型模等，使用效果良好。
⑦特别适合于冲击载荷较大、工作温差高的模具。
⑧适合于耐热、不锈、高温合金成型用模具。
⑨用于GCr15钢轴承环套圈热锻成型凹模，在用5CrNiMo、3Cr2W8V、GCr15钢制时，常呈现有剧烈磨损、热疲劳、热裂、截面过渡处塌陷变形等现象，使用寿命仅0.1万～0.3万件，改用H13钢制造后，使用寿命提高到1万～3万件，一般使用到0.8万件后方出现轻微的热疲劳和热裂现象。
⑩采用4Cr5W2VSi钢的热锻模，使用寿命虽比5CrNiMo钢高一倍，但仍低于0.1万件，使用中易产生磨损、塌陷、型腔胀大、尺寸X差、开裂等早期严重失效现象，应用HM3钢制造这类模具后，使用寿命分别比5CrNiMo和4Cr5W2VSi提高5～10倍和2～5倍。
