4Cr5MoSiV to chiński gatunek standardowy, równoważny AISI H11 w Stanach Zjednoczonych. W porównaniu z 4Cr5MoSiV1(AISI H13/DIN 1.2343) zawartość wanadu w składzie 4Cr5MoSiV jest niższa. 4Cr5MoSiV1 charakteryzuje się na ogół większą wytrzymałością na gorąco i twardością, a także jest szerzej stosowany, ale 4Cr5MoSiV jest nadal preferowany do matryc do kucia młotkowego z dużą prędkością ze względu na doskonałą odporność na zmęczenie cieplne.

1. Skład chemiczny (GB / T 1299—2000)

C	Si	Mn	Kr	Mo	V	P	S
0.33 – 0.43%	0.80 – 1.20%	0.20 – 0.50%	4.75 – 5.50%	1.10 – 1.60%	0.30 – 0.60%	≤0,030%	≤0,030%

2. Właściwości fizyczne 4Cr5MoSiV

2.1 Temperatury krytyczne

Punkt krytyczny	Ac₁	Ac₃	Ar₁	Ar₃	SM	Mf
Temperatura (w przybliżeniu) / °C	853	912	720	773	310	103

2.2 Współczynnik rozszerzalności liniowej

Temperatura / °C	20 ~ 100	20 ~ 200	20 ~ 300	20 ~ 400	20 ~ 500	20 ~ 600	20 ~ 700
Współczynnik rozszerzalności liniowej α / 10⁻⁶ °C⁻¹	10.0	10.9	11.4	12.2	12.8	13.3	13.6

2.3 Przewodność cieplna

Temperatura / °C	100	200	300	400	500	600	700
Przewodność cieplna λ / [W/(m·K)]	25.9	27.6	28.4	28.0	27.6	26.7	25.9

2.4 Moduł sprężystości

Temperatura / °C	20	100	200	300	400	500
Moduł sprężystości E/MPa	227,000	221,000	216,000	208,000	200,000	192,000

2.5 Gęstość i ciepło właściwe

Gęstość / (g/cm³)	Ciepło właściwe cₚ (20°C) / [J/(kg·K)]
7.69	459.8

3. Gorąco Specyfikacja procesu kucia stali 4Cr5MoSiV

Przedmiot	Temperatura ogrzewania / °C	Temperatura początkowego kucia / °C	Temperatura końcowego kucia / °C	Metoda chłodzenia
Sztabka stali	1140 ~ 1180	1100 ~ 1150	≥900	Chłodzenie piaskowe lub chłodzenie wgłębne
Kęsy stalowe	1120 ~ 1150	1070 ~ 1100	850 ~ 900	Chłodzenie piaskowe lub chłodzenie wgłębne

4. Obróbka cieplna 4Cr5MoSiV

4.1 Podgrzewanie wstępne

Wstępny plan obróbki cieplnej	Parametry procesu
Wyżarzanie po kuciu	Temperatura nagrzewania 860–890°C, utrzymywanie przez 2–4 godz.; schłodzić w piecu do temperatury poniżej 500°C, a następnie schłodzić na powietrzu. Twardość po wyżarzaniu ≤229HBW.
Wyżarzanie odprężające	Temperatura grzania 730 ~ 760°C, utrzymywanie przez 3 ~ 4 godziny, chłodzenie piecem lub chłodzenie powietrzem.

4.2 Hartowanie

① Zalecana specyfikacja procesu hartowania

Temperatura hartowania / °C	Medium hartujące	Temperatura medium hartowniczego / °C	Następny krok	Twardość HRC
1000 ~ 1030	Olej lub powietrze	20 ~ 60	Schłodzić do temperatury oleju	53 ~ 55

② Związek między temperaturą hartowania a twardością

Temperatura hartowania / °C	950	975	1000	1025	1050	1075	1100
Twardość HRC	51	53	54.5	56	58	58.5	57.5

4.3 Hartowanie

① Zalecana specyfikacja procesu hartowania

Cel hartowania	Temperatura / °C	Sprzęt	Chłodzenie	Liczba temperamentów	Twardość HRC
Wyeliminuj naprężenia i zmniejsz twardość	530 ~ 580	Piec z kąpielą solną lub piec powietrzny	Chłodzenie powietrzem	2	47 ~ 49

Uwaga: Druga temperatura hartowania jest zwykle niższa o 20–30°C od pierwszej.

② Właściwości mechaniczne po odpuszczaniu w różnych temperaturach

Temperatura odpuszczania / °C	500	550	600	650
Twardość HRC	57	54.5	46.5	37
aᴋ / (J/cm²)	20	45	60	66

Uwaga: 1000°C chłodzenie powietrzem, 580°C temperowanie.

4.4 Zalecana specyfikacja procesu wzmacniania powierzchni

Proces	Temperatura / °C	Czas / godz.	Średni	Grubość warstwy / mm	Twardość powierzchniowa HV
Azotowanie	560	2	KNO₃ 50% + NaNO₃ 50% (ułamek masowy)	0.04	640 ~ 690
Azotowanie	580	8	Gaz ziemny + amoniak	0.25 ~ 0.30	830 ~ 860
Azotowanie	540	12 ~ 20	Szybkość rozkładu amoniaku 30% ~ 60%	0.15 ~ 0.20	550 ~ 750

5. Właściwości mechaniczne

Stal 4Cr5MoSiV (H11) to hartowana na powietrzu stal narzędziowa do pracy na gorąco. Charakteryzuje się dobrą ciągliwością, a po wzmocnieniu cieplnym jej wytrzymałość może sięgać ponad 2070 MPa. Dzięki możliwości hartowania w powietrzu, odkształcenia hartownicze i naprężenia szczątkowe są niewielkie, a tendencja do utleniania powierzchni jest również niewielka. Stal może ulegać wtórnemu hartowaniu i osiągać optymalne parametry po odpuszczeniu w temperaturze powyżej 510°C. Po odpuszczeniu w wysokiej temperaturze można wyeliminować większość naprężeń wewnętrznych. Stal charakteryzuje się dobrą stabilnością termiczną i jest odporna na erozję stopu aluminium. W temperaturze poniżej 650°C charakteryzuje się wysoką ciągliwością, udarnością, odpornością na utlenianie, odpornością na zmęczenie cieplne, a także wysoką wytrzymałością na pełzanie i rozciąganie.

5.1 Właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach

Temperatura testu / °C	Rₘ / MPa	Rₑₗ / MPa	A (%)	Z (%)
300	1504	1311	12.0	39.1
600	895	794	21.9	72.9
650	471	402	33.1	85.5
700	226	179	55.0	94.5

5.2 Twardość w wysokiej temperaturze

Temperatura testu / °C	300	450	600	650	700	750
Twardość HV	491.5	448.5	384.0	302.5	227.5	178.5

Uwaga: Oryginalna twardość próbki wynosiła 49~50HRC.

5.3 Wytrzymałość na uderzenia w wysokiej temperaturze

Temperatura testu / °C	300	600	650	700
Energia absorpcji uderzenia K/J	28.8	31.0	36.5	70.0

5.4 Wydajność zmęczenia cieplnego

	Stopień
20 ~ 650°C powtórzone 1000 razy	8.2
20 ~ 750°C powtórzone 1000 razy	14.6

5.5 Odporność na zużycie termiczne

Odporność stali 4Cr5MoSiV na zużycie termiczne (I)

Obroty/czasy	300	600	900	1200	1500	2500
Utrata masy ciała / mg	0.67	0.80	1.4	1.63	1.97	2.62

Uwaga: Temperatura badania 800 ~ 850°C, ciśnienie 784 ~ 882N, twardość próbki 49 ~ 50HRC.

Tabela 5-89 Odporność stali 4Cr5MoSiV na zużycie cieplne (II)

Obroty/czasy	100	200	300	400	500	600	700	1000
Utrata masy ciała / mg	0.77	1.67	2.50	3.47	4.33	4.90	5.60	7.40

Uwaga: Temperatura badania 910 ~ 950°C, ciśnienie 1784 ~ 1813N, twardość próbki 49 ~ 50HRC.

5.6 Odporność na odpuszczanie

Temperatura / °C	500 (temperatura szczytowa utwardzania wtórnego)	560	615	600	653
Twardość HRC	55,0 (najwyższa twardość wtórna)	49.0	42.0	36.0	35.0

Uwaga: Próbka hartowana w oleju w temperaturze 1020°C, twardość 59~60HRC.

5.7 Odporność na korozję cieplną

Temperatura i czas testu	620°C × 4 godz.	680°C × 4 godz.
Utrata masy ciała / (g/dm²)	4.4188	16.4

5.8) Granica zmęczenia

Temperatura testu / °C	Temperatura pokojowa	300	400	450	500
σ-1 / MPa	880	680	640	630	610
σ-1 tys. / MPa	570	440	430	—	420

5.9 Stabilność termiczna stali 4Cr5MoSiV w temperaturze 620°C

Czas trzymania / h	2	4	6	8	11.5	14.5	17.5	21
Twardość HRC	39.4	38.4	36.9	35.1	34.4	33.2	32.6	32.3

Uwaga: Oryginalna twardość próbki wynosiła 49,9 HRC.

6. Zastosowania

Stal 4Cr5MoSiV (H11) jest powszechnie stosowana do produkcji form odlewniczych do odlewów aluminiowych, matryc do wytłaczania na gorąco, narzędzi i prętów rdzeniowych do przebijania, matryc do kucia prasowego, form do tworzyw sztucznych itp. Ponadto, ze względu na dobrą wytrzymałość w średnich temperaturach, jest również stosowana do produkcji elementów konstrukcyjnych samolotów, rakiet oraz części turbin parowych i gazowych.