Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢是一种高耐热热作模具钢，是针对铝合金压铸模特点而研制的新型热作模具钢，是在H13钢的基础上适当提高钼、钒、锰、硅含量，具有很好的淬透性、高热强性和耐回火性。由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢制作的模具，可以在低于600的工作温度下长期工作。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的化学成分：见表1
表1 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢化学成分（质量百分数，%）
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C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
Al |
P |
S |
|
0.36~0.42 |
1.00~1.50 |
0.70~1.50 |
4.50~5.50 |
0.80~1.20 |
0.80~1.20 |
≤0.05 |
≤0.030 |
≤0.030 |
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的特性及应用：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢是针对铝合金压铸模特点而研制的新型热作模具钢，化学成分与H13钢相似，但含钼Mo量稍高，有很好的淬透性。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢中Mo和V分别以M6C和MC型碳化物存在，对细化晶粒、提高热强性和耐回火性有较大作用。钢中加入Si、Mn的目的是提高基体强度。
由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢制作的模具，可以在低于600℃的工作温度下长期工作。Y10钢在力学性能上，尤其是在冷热疲劳及裂纹扩展速率方面明显优于3Cr2W8V，是比较理想的铝合金压铸模材料。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢用于压铸模使用寿命明显提高，另外，Y10钢在热挤压模、热锻模应用方面，也取得了明显成效。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的临界点：
Ac1≈815℃，Ac3≈893℃,Ms≈271℃。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的热加工：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的锻造工艺规范见表2。
表2 Y10钢锻压工艺规范
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加热温度/℃ |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却方式 |
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1120~1150 |
1070~1140 |
850~900 |
缓冷，立即回火 |
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的热处理工艺：
⒈预备热处理：
采用等温退火工艺，840~860℃，保温2~4h；等温温度为680℃，保温4~6h，炉冷到550℃以下出炉空冷，退火后硬度为170~187HRS，退火组织为点状珠光+少量分散分布的亚稳定共晶碳化物。
⒉淬火及回火：
淬火温度为950~1050℃，油冷，硬度为50~56HRC。回火温度为550~620℃，硬度为42~51HRC。采取下限温度（550℃）回火，硬度为50~51HRC。采取1050℃油淬，650℃回火2次，硬度为39HRC。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的力学性能：
⒈Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的力学性能见表3。
表3 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的力学性能
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试验温度/℃ |
σb/MPa |
σS/MPa |
δ（%） |
ψ（%） |
αK/J•cm-2 |
|
室温 |
1724 |
1563 |
5.4 |
20.9 |
15.6 |
|
300 |
1319 |
1122 |
10.8 |
48.2 |
31.3 |
|
600 |
803 |
716 |
25.7 |
78.3 |
48.7 |
|
650 |
527 |
470 |
26.8 |
87.3 |
52.1 |
|
700 |
274 |
224 |
41 |
95 |
60.5 |
注：1020℃油淬，595℃回火2h。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的热稳定性对比见表4。
表4 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的热稳定性对比
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保温时间/h |
0 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
|
|
600℃ |
Y10 |
50HRC |
43.2HRC |
39.2HRC |
34.6HRC |
33.1HRC |
|
3Cr2W8V |
49HRC |
- |
- |
45.8HRC |
43.5HRC |
|
|
700℃ |
Y10 |
47.6HRC |
32.5HRC |
30HRC |
29.2HRC |
29HRC |
|
3Cr2W8V |
50HRC |
44HRC |
40.5HRC |
37.2HRC |
34.5HRC |
|
⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的热疲劳性能对比见表5；
表5 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢热疲劳性能对比
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裂纹 |
裂纹条数/条 |
裂纹最长长度/mm |
|||
|
≤0.05mm |
0.05~0.10 mm |
0.10~0.15mm |
≥0.05mm |
||
|
Y10 |
5 |
1 |
2 |
2 |
0.33 |
|
3Cr2W8V |
16 |
127 |
0.55 |
||
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的抗熔蚀性对比分别见表6.
表6 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的抗熔蚀性对比
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钢种 |
失重/g |
单位面积失重/g•dm-3 |
|
Y10 |
4.153 |
16.57 |
|
3Cr2W8V |
5.056 |
20.18 |
从以上表中可以看出，Y10钢的高温强度和热稳定性低于3Cr2W8V钢，但Y10钢的冷热疲劳性能、断裂韧度和抗熔蚀性优于3Cr2W8V钢已是比较理想的铝合金压铸模材料，其模具使用寿命普遍提高，可以取代传统的3Cr2W8V钢。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的典型应用：
⒈主要用于长寿命铝合金压铸模，采用Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢制造的铝合金压铸模的平均寿命比采用3Cr2W8V钢的压铸模提高1倍以上。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢可用于下述铝合金压铸模的型腔镶块材料、型芯材料：ZL101、ZL102、ZL103、ZL104、ZL105、ZL301、ZL302、ZL401、镁合金ZM5。
⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢用于制造电机端盖、照相机盒、汽车变速箱上盖等铝合金压铸模，淬火及回火到50~51HRC下使用。
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢可用于制造工作温度低于600℃的中、小热锻模具，还可用于制作铝合金热挤压模具。
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