新型高强韧性低合金冷作模具钢6CrNiSiMnMoV的特性及应用

6CrNiSiMnMoV钢的特性
6CrNiSiMnMoV是一种碳化物偏析小而淬透性高的高强韧性，合金元素总量4%左右，是“多元少量”类钢种。它的合金化特点是在CrWMn钢的基础上，适当降低碳含量，以减少碳化物偏析，同时加入Ni、Si、Mn以加强基体的强度和韧度，Cr、Ni、Si、Mn、Mo的复合加入可显著提高钢的淬透性，Φ60mm的钢材空冷可以全部淬硬，少量的Mo、V可以细化晶粒，提高耐磨性，增加回火稳定性。通过最佳的热处理工艺，可使6CrNiSiMnMoV钢获得较多的板条马氏本。6CrNiSiMnMoV钢碳化物细小均匀，总量也较少。淬火温度较低，但温度区间较宽。它可以取代CrWMn钢和部分取代Cr12MoV钢制造冷作模具，模具使用过程中很少出现崩刃和断裂现象。

6CrNiSiMnMoV钢的化学成分(质量分数)
C0.64%~0.74%、Cr1.00%~1.30%、Ni0.70%~1.00%、Si0.5%~0.90%、Mn0.70%~1.00%、Mo0.30%~0.60%、V约0.12%。
6CrNiSiMnMoV钢的临界点
Ac1705~740℃、Ar1605~580℃、Ms≈172℃。
6CrNiSiMnMoV钢的热塑性好，变形抗力小，可以一火成形，锻造加热温度1080~1120℃，始锻温度为1040~1060℃，终锻温度应高于850℃，锻后应缓冷，并立即退火。

6CrNiSiMnMoV钢的热处理
6CrNiSiMnMoV钢的预备热处理是球化退火。此钢属于空冷微变形模具钢，退火不易软化，应采用等温球化退火工艺：加热温度760~780℃，保温2h，然后以30℃/h速度降温到680℃，保温6h左右，然后炉冷到550℃出炉空冷。退火后的硬度为HBS230~240。退火后的碳化物类型为M3C、M23C6和MC型，其总量(体积分数)为10.27%左右。
6CrNiSiMnMoV钢的最终热处理有两种方案。
⑴常规淬火、回火。加热温度870~930℃，油冷淬火，175~230℃回火，其奥氏体晶粒度可保护在10~11级的细晶粒，且有体积分数为11%~16%的残余奥氏体，可以确保模具畸变很小，明显优于CrWMn钢。
⑵等温淬火、回火。马氏体基体上分布适量的下贝氏体，具有明显的韧化效果，是进一步发挥材料潜力的有效途径。
6CrNiSiMnMoV钢的Ms点在172℃左右。200~300℃等温处理可以获得马氏体+下贝氏体的复合组织。900℃加热，250℃等温处理。当等温时间为55min时，可获得体积分数为27.62%的下贝氏体和体积分数为17.70%的残余奥氏体，其抗弯强度óbb=4650MPa，C形缺口冲击韧度αk=171J/cm2，均达到极大值。最佳的等温淬火工艺为：870~930℃加热，250℃等温55min，200℃回火。
6CrNiSiMnMoV钢中含有质量分数为1%左右的Si，在等温期间，因为Si有抑制下贝氏体中杆状脆性碳化物析出的作用，除形成一般下贝氏体外，还有可能形成一种有高密度缠结位错的准下贝氏体，准下贝氏体的两侧和片条内都有残余奥氏体薄膜，对材料的韧度特别有利。

6CrNiSiMnMoV钢的应用
目前，6CrNiSiMnMoV钢已在各种容易崩刃的冷作模具上代替了CrWMn钢和Cr12类型钢，制造冷冲、冷挤、冷弯、冷镦模具，其使用寿命都有不同程度的提高。另外，此钢还可用火焰淬火法来生产模具。