5.5 45Cr2NiMoVSi、5Cr2NiMoVSi钢
5.5.1 45Cr2NiMoVSi钢
1.性能特点
45Cr2NiMoVSi是新型热作模具钢，化学成分与5CrNiMo钢相比，碳含量稍低，Cr和Mo的含量提高，并加入适当的V和Si。回火时析出M2C、MC型碳化物，使钢具有二次硬化效应。和5CrNiMo相比，该钢有如下优点：淬透性提高，热稳定性温度提高150～170℃，高温强度提高64%，既有较高的强韧性、较强的抗热疲劳和热磨损性，又有良好的使用性能。对于500mm×500mm截面的锻模，心部硬度较5CrNiMo钢高13HRC，使用寿命提高1倍左右。该钢主要适合制造各类锤锻模，特别是10t以下的锤锻模。
2.化学成分及临界点（见表5-50）
表5-50 45Cr2NiMoVSi钢的化学成分及临界点
3.热处理工艺（见表5-51）
表5-51 45Cr2NiMoVSi钢热处理工艺
4.力学性能
45Cr2NiMoVSi钢的强度和冲击韧度见表5-52。
表5-52 45Cr2NiMoVSi钢的强度和冲击韧度
5.应用
（1）45Cr2NiMoVSi钢制大齿轮热锻模高淬高回75型拖拉机大齿轮热锻模在10t锤上使用，用高淬高回热处理工艺，使用寿命比德国进口的55CrNiMoV6钢（相当于我国的5CrNiMo钢）模具寿命提高0.5倍以上。具体工艺如下：
1）预备热处理：锻后采用等温退火，硬度≤241HBW。
2）预热：600℃+850℃两次盐浴预热。
3）加热：960～1050℃盐浴加热，保温时间按0.5min/mm计算。
4）冷却：在40～80℃的油中冷至160～200℃出油空冷，硬度为54～60HRC。
5）回火：模膛回火温度为630～670℃，时间为2～3h，硬度为40～45HRC；燕尾回火温度为670～700℃，硬度为34～39HRC。
（2）45Cr2NiMoVSi钢制锤锻模强韧化处理 该钢是一种综合力学性能较好的锤锻模具钢。按常规热处理，不仅生产周期长，而且质量不太稳定；进行局部淬火及燕尾自回火工艺可以明显地改善燕尾硬度梯度，提高强韧性。例如，6t以上的锤锻模燕尾自回火法操作如下：燕尾自回火是等整个锻模油冷到一定温度再将燕尾提出油面停留一段时间，燕尾依靠心部传递到表面的热量使淬火马氏体转变成回火索氏体或回火托氏体，从而导致燕尾与模腔硬度差异，节时省电。
5.5.2 5Cr2NiMoVSi钢
1.性能特点
5Cr2NiMoVSi是我国自行研制的大截面压力机锻模用钢。它是在5CrNiMo钢的基础上添加一定量的V和Si，将C、Ni、Cr、Mo等元素合金化更合理些。和5CrNiMo钢相比，高温强度提高64%，热稳定性高150～170℃。对于500mm×500mm截面的锻模，其心部硬度较5CrNiMo钢高13HRC，使用寿命可提高1倍左右。该钢具有高的淬透性，钢奥氏体化晶粒长大倾向小，淬火带宽，钢的热稳定性、热疲劳性及冲击韧度较高。适宜制造大截面的压力机模具和锤锻模等热作模具。
2.化学成分及临界点（见表5-53）
表5-53 5Cr2NiMoVSi钢的化学成分及临界点
3.热处理工艺（见表5-54）
表5-54 5Cr2NiMoVSi钢热处理工艺
表5-55 5Cr2NiMoVSi与5CrNiMo钢淬火及回火温度
4.力学性能
5Cr2NiMoVSi钢回火温度与力学性能的关系见表5-56，5Cr2NiMoVSi钢与5CrNiMo的高温性能比较见表5-57。
表5-56 5Cr2NiMoVSi钢回火温度与力学性能的关系
注：夏比V型缺口试样，985℃淬火。
表5-57 5Cr2NiMoVSi和5CrNiMo钢高温性能比较
注：1.5Cr2NiMoVSi钢经950℃淬火，630℃回火。
2.5CrNiMo钢经850℃淬火，550℃回火。
5.应用
（1）5Cr2NiMoVSi钢制汽车前轴锻模等温淬火 东风EQ140汽车前轴锻模外形尺寸为1825mm×395mm×300mm，要求硬度为37～41HRC。
大型箱式炉750℃×5～6h预热，980℃×5～6h加热，油冷至200℃左右入300℃硝盐浴中等温2h，670℃×7～8h回火。模具寿命9000件左右，超过德国进口同类模具（7000件），较原5CrNiMo钢模具寿命提高0.6～1倍。
（2）5Cr2NiMoVSi钢制压力机模具盐浴淬火 模具外形尺寸为800mm×300mm×300mm，盐浴淬火工艺为：620℃×4h+850℃×3h盐浴预热，1000℃×2h盐浴加热后油淬，640℃×6h回火，200℃×8h去应力。
（3）5Cr2NiMoVSi钢制汽车前梁模 使用设备为120MN机械压力机，原5CrNiMo钢模平均寿命约5000件，而5Cr2NiMoVSi钢模具达8500件。