Acero para herramientas de trabajo en caliente 4Cr3Mo3SiV

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4Cr3Mo3SiV es la designación según la norma GB/T de China, y sus aceros equivalentes son ASTM/AISI H10 en Estados Unidos, JIS SKD7 en Japón, DIN 1.2365 en Alemania, y 32CrMoV12-28. 4Cr3Mo3SiV es un acero para herramientas de trabajo en caliente de aleación media. Está diseñado con un buen equilibrio de resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste a temperaturas elevadas. En comparación con 4Cr5MoSiV1 (H13) acero, tiene mayor resistencia térmica pero una tenacidad al impacto ligeramente menor. Su estabilidad térmica supera tanto al H13 como al 3Cr2W8V (H21) aceros.

1. Composición química (GB / T 1299—2000)

C	Si	Minnesota	Cr	Mes	V	P	S
0.35 – 0.45	0.80 – 1.20	0.25 – 0.70	3.00 – 3.75	2.00 – 3.00	0.25 – 0.75	≤0,030	≤0,030

2. Temperaturas de punto crítico del 4Cr3Mo3SiV

Punto crítico	Ac₁	Ac₃	EM
Temperatura (valor aproximado)/°C	820	900	310

3. Especificación del proceso de forja del acero 4Cr3Mo3SiV

Artículo	Temperatura de calentamiento/°C	Temperatura inicial de forjado/°C	Temperatura final de forjado/°C	Método de enfriamiento
Lingote de acero	1160 ~ 1180	1040 ~ 1170	≥900	Enfriamiento lento
Lingote de acero	1150 ~ 1170	1120 ~ 1140	≥850	Enfriamiento lento

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4. Tratamiento térmico del 4Cr3Mo3SiV

4.1 Precalentamiento

Material	Temperatura de calentamiento/°C	Tiempo de mantenimiento	Tiempo isotérmico	Método de enfriamiento
Barra redonda	860 ~ 880	2h + 1min/mm	—	Enfriar en horno hasta menos de 500 °C, luego enfriar al aire
Piezas forjadas	860 ~ 880	1h + 1min/mm	730 °C × 2h + 1min/mm	Enfriar al aire desde el horno

4.2 Enfriamiento

Primer precalentamiento	Segundo precalentamiento	Temperatura de austenización/°C	Medio de enfriamiento	Dureza HRC
Calentamiento uniforme a 550 °C	Calentamiento uniforme a 880 °C	1030 ± 10	Aceite	55 ~ 56

4.3 Templado

Primer revenido	Segundo revenido	Dureza HRC
610°C × 2h	615°C × 2h	47.0 ~ 49.0

5. Propiedades mecánicas del 4Cr3Mo3SiV

El 4Cr3Mo3SiV contiene muchos elementos formadores de carburos como Cr, Mo y V. Tiene buena tenacidad y presenta alta dureza, resistencia térmica y resistencia al desgaste a temperaturas de servicio de 500~600 °C. Este acero tiene buena templabilidad, resistencia al revenido y estabilidad térmica, lo que resulta en una tenacidad muy alta, alta tenacidad al impacto y tenacidad a la fractura, así como buena resistencia a la oxidación.

5.1 Propiedades mecánicas a temperatura ambiente

Dureza de la probeta HRC	R_m/MPa	R_eL/MPa	A (%)	Z (%)	KU/J	K_Ic/MPa·^1/2
47 ~ 49	1559	1356	10.1	34.1	16.9	41.2

5.2 Propiedades mecánicas a alta temperatura

Temperatura/°C	R_m/MPa	R_eL/MPa	A (%)	Z (%)	KU/J	Dureza Vickers HV
300	1349	1218	10.4	29.3	20.5	471.5
600	888	779	20.3	69.8	25.2	409.0
650	651	596	19.5	60.7	20.9	360.5
700	298	261	31.2	81.6	23.2	278.5

5.3 Estabilidad térmica

Temperatura de templado (°C)	Tiempo de mantenimiento (h)	Dureza (HRC)
620	0	47.5
	2	44.1
	4	43.8
	6	42.2
	8	41.3
	11.5	38.6
	14.5	37.6
	17.5	35.4
	21	33.8
660	0	46.9
	1	40.3
	2	34.9
	3	33.8
	5	31.5
	7	29.8
	9	29.5
	12	26.8
700	0	46.6
	0.5	33.5
	1	29
	1.5	28.3
	2	25.8
	3	—

5.4 Rendimiento de fatiga

Condición de ensayo	20 °C ↔ 650 °C (1000 ciclos)	20 °C ↔ 700 °C (1000 ciclos)
47 ~ 49HRC	Grado 7.6	Grado 15.6

6. Aplicaciones del 4Cr3Mo3SiV

El acero 4Cr3Mo3SiV se utiliza ampliamente para diversas herramientas y componentes de trabajo en caliente:

Troqueles de extrusión en caliente: Especialmente para barras centrales, camisas y mandriles.
Troqueles de forja en caliente: Para troqueles de forja térmica, forja de precisión, forja por rodillos y forja por martillo.
Troqueles de punzonado en caliente: Se utilizan para punzones en caliente y troqueles de prensado en caliente.
Moldes de fundición a presión: Adecuados para moldes de fundición a presión de aluminio, magnesio y aleaciones de cobre.
Otras aplicaciones: Herramientas de corte en caliente, herramientas de presión y componentes que requieren buena resistencia al impacto y dureza a temperaturas elevadas. Puede reemplazar al 3Cr2W8V en muchas aplicaciones.

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