Aço para ferramentas de trabalho a quente 4Cr3Mo3SiV

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4Cr3Mo3SiV é a designação do padrão GB/T da China, e seus aços equivalentes são ASTM/AISI H10 nos Estados Unidos, JIS SKD7 no Japão, DIN 1.2365 na Alemanha e 32CrMoV12-28. 4Cr3Mo3SiV é um aço para ferramentas de trabalho a quente de liga média. É projetado com um bom equilíbrio entre resistência, tenacidade e resistência ao desgaste em temperaturas elevadas. Comparado a 4Cr5MoSiV1 (H13), apresenta maior resistência térmica, mas tenacidade ao impacto ligeiramente inferior. Sua estabilidade térmica supera tanto o H13 quanto o 3Cr2W8V (H21) aços.

1. Composição Química (GB / T 1299—2000)

C	Si	Mn	Cr	Mo	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 do ponto crítico de 4Cr3Mo3SiV

Ponto crítico	Ac₁	Ac₃	Senhora
Temperatura (valor aproximado)/°C	820	900	310

3. Especificação do processo de forjamento de aço 4Cr3Mo3SiV

Item	Temperatura de aquecimento/°C	Temperatura inicial de forjamento/°C	Temperatura final de forjamento/°C	Método de resfriamento
Lingote de aço	1160 ~ 1180	1040 ~ 1170	≥900	Resfriamento lento
Tarugo de aço	1150 ~ 1170	1120 ~ 1140	≥850	Resfriamento lento

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4. Tratamento térmico de 4Cr3Mo3SiV

4.1 Pré-aquecimento

Material	Temperatura de aquecimento/°C	Tempo de espera	Tempo Isotérmico	Método de resfriamento
Estoque de barras	860 ~ 880	2h + 1min/mm	-	Forno resfriado a menos de 500°C e depois resfriado ao ar
Forjados	860 ~ 880	1h + 1min/mm	730°C × 2h + 1min/mm	Ar frio do forno

4.2 Têmpera

Primeiro pré-aquecimento	Segundo pré-aquecimento	Temperatura de austenitização/°C	Meio de resfriamento	Dureza HRC
Aquecimento uniforme de 550°C	Aquecimento uniforme de 880°C	1030 ± 10	Óleo	55 ~ 56

4.3 Têmpera

Primeira têmpera	Segundo revenimento	Dureza HRC
610°C × 2h	615°C × 2h	47.0 ~ 49.0

5. Propriedades mecânicas de 4Cr3Mo3SiV

O aço 4Cr3Mo3SiV contém muitos elementos formadores de carboneto, como Cr, Mo e V. Possui boa tenacidade e apresenta alta dureza, resistência térmica e resistência ao desgaste em temperaturas de operação de 500 a 600 °C. Este aço apresenta boa temperabilidade, resistência ao revenimento e estabilidade térmica, resultando em altíssima tenacidade, alta tenacidade ao impacto e à fratura, além de boa resistência à oxidação.

5.1 Propriedades mecânicas à temperatura ambiente

Dureza da amostra HRC	R_m/MPa	R_eL/MPa	Um (%)	Z (%)	KU/J	K_Ic/MPa·^1/2
47 ~ 49	1559	1356	10.1	34.1	16.9	41.2

5.2 Propriedades mecânicas de alta temperatura

Temperatura/°C	R_m/MPa	R_eL/MPa	Um (%)	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 Estabilidade Térmica

Temperatura de revenimento (°C)	Tempo de retenção (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 Desempenho de fadiga

Condição de teste	20°C ↔ 650°C (1000 ciclos)	20°C ↔ 700°C (1000 ciclos)
47 ~ 49HRC	Grau 7.6	Grau 15.6

6. Aplicações de 4Cr3Mo3SiV

O aço 4Cr3Mo3SiV é amplamente utilizado em diversas ferramentas e componentes para trabalho a quente:

Matrizes de extrusão a quente: Especialmente para hastes de núcleo, revestimentos e mandris.
Matrizes de forjamento a quente: Para matrizes de forjamento térmico, forjamento de precisão, forjamento por rolo e forjamento por martelo.
Matrizes de puncionamento a quente: Usado para punções e matrizes de prensagem a quente.
Moldes de fundição sob pressão: Adequado para moldes de fundição sob pressão de ligas de alumínio, magnésio e cobre.
Outras aplicações: Ferramentas de corte a quente, ferramentas de pressão e componentes que exigem boa resistência ao impacto e dureza em temperaturas elevadas. Pode substituir o 3Cr2W8V em muitas aplicações.

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