4Cr5MoSiV1, Çin standardı GB/T 1299 kapsamındaki bir sıcak iş takım çeliği sınıfıdır. Yaygın olarak kullanılan bir krom-molibden-vanadyum (Cr-Mo-V) sıcak iş takım çeliğidir ve uluslararası alanda aşağıdaki gibi isimlerle bilinir: H13 (AISI/ASTM), SKD61 (JIS), 1.2344(DIN) ve X40CrMoV5-1 (ISO/EN/DIN). Bu çelik sınıfı mükemmel mukavemet ve tokluğa, iyi sıcak işlenebilirliğe ve termal yorgunluğa karşı dirence sahiptir.

1. Kimyasal Bileşim (GB/T 1299—2000)

C	Si	Mn	Cr	Ay	V	P	S
0.32-0.45	0.80-1.20	0.20-0.50	4.75-5.50	1.10-1.75	0.80-1.20	≤0.030	≤0.030

2. 4Cr5MoSiV1'in Fiziksel Özellikleri

2.1 Kritik Nokta Sıcaklıkları

Kritik Nokta	Ac1	Ac3	Ar1	Ar3	Bayan	Bay
Sıcaklık /°C	860	915	775	875	340	215

2.2 Doğrusal Genleşme Katsayısı

Sıcaklık/°C	20 ~ 100	20 ~ 200	20 ~ 300	20 ~ 400	20 ~ 500	20 ~ 600	20 ~ 700
Doğrusal Genleşme Katsayısı α/×10⁻⁶℃⁻¹	9.1	10.3	11.5	12.2	12.8	13.2	13.5

2.3 Isıl İletkenlik

Sıcaklık/°C	250	650
Isıl İletkenlik λ/[W/(m·K)]	32.2	28.8

2.4 Yoğunluk ve Elastiklik Modülü

Yoğunluk/(g/cm³)	Elastiklik Modülü E/MPa
7.8	210 000

3. Sıcak Dövme Proses Spesifikasyonu 4Cr5MoSiV1'in

Öğe	Isıtma Sıcaklığı/°C	İlk Dövme Sıcaklığı/°C	Son Dövme Sıcaklığı/°C	Soğutma Yöntemi
Çelik Külçe	1140 ~ 1180	1100 ~ 1150	850 ~ 900	Yavaş Soğutma (Kum veya Çukur Soğutma)
Çelik Kütük	1120 ~ 1150	1050 ~ 1100	850 ~ 900	Yavaş Soğutma (Kum veya Çukur Soğutma)

4. 4Cr5MoSiV1'in Isıl İşlemi

4.1 Ön ısıtma

4Cr5MoSiV1 Çelik için Ön Isıtma İşlem Prosesi Spesifikasyonu

Ön Isıtma İşlem Planı	İşlem Parametreleri
Dövme Sonrası Tavlama İşlemi	Isıtma sıcaklığı: 860 ~ 890°C, 3 ~ 4 saat bekletilir, 500°C'nin altına soğutulur ve ardından havada soğutulur. Tavlama sonrası sertlik ≤229HBW, mikro yapı küresel perlit + az miktarda karbürdür.
Gerilim Giderici Tavlama	Isıtma sıcaklığı: 730 ~ 760°C, 3 ~ 4 saat bekletilir, fırın soğutulur.

4Cr5MoSiV1 Çeliğinin Tavlama Öncesi ve Sonrası Sertliği ve Mikro Yapısı

	Tavlamadan Önce	Tavlamadan Sonra	Mikro Yapı (Tavlama Öncesi)	Mikroyapı (Tavlama Sonrası)
Girinti Çapı/mm	≈2,75	≥3.9	Sorbit veya Martensit	Küresel perlit + az miktarda karbür
HBW	≈500	≤241

4.2 Söndürme

4Cr5MoSiV1 Çelik için Söndürme İşlemi Spesifikasyonu

Söndürme Sıcaklığı/°C	Soğutma	Sertlik HRC
1020 ~ 1080	Söndürme Soğutma Sıvısı	Söndürme Soğutma Sıvısı Sıcaklığı/°C
	Yağ veya Hava	20 ~ 60

4Cr5MoSiV1 Çelik için Söndürme Sıcaklığı, Sertlik ve Tane Boyutu Arasındaki İlişki

Söndürme Sıcaklığı/°C	930	950	980	1000	1020	1040	1060	1080	1100
Sertlik HRC	50.3	52	53.5	54.8	56.3	57.8	58.2	59.1	59.1
Tane Boyutu/Derecesi	—	11.2	11.1	11.1	11.1	11	10	8	7

3. Tavlama

4Cr5MoSiV1 Çelik için Tavlama İşlemi Spesifikasyonu

Amaç	Temperleme Sıcaklığı/°C	Teçhizat	Soğutma	Tavlama Sertliği HRC
Stresi azaltın, sertliği azaltın	560 ~ 580¹	Erimiş tuz banyosu veya hava fırını	Hava serin	47 ~ 49

Not: Genellikle iki kez temperlenir. İkinci temperleme sıcaklığı, birinciden 20°C daha düşüktür.

4Cr5MoSiV1 Çelik için Tavlama Sıcaklığı ile Sertlik Arasındaki İlişki

Temperleme Sıcaklığı /°C	Sertlik HRC	Temperleme Sıcaklığı /°C	Sertlik HRC
100	59.0	500	57.5
200	57.0	550	53.5
300	54.5	600	49.5
400	54.5	650	40.0
450	57.5	700	30.0

4. 4Cr5MoSiV1 Çelik için Yüzey Güçlendirme İşlem Prosesi Spesifikasyonları

Süreç	Sıcaklık/°C	Zaman/saat	Orta	Difüzyon Katmanı
				Derinlik/mm	Mikro sertlik HV
Nitrürleme	560	2	50% KNO₃ + 50% NaNO₃ (kütle kesri)	0.04 – 0.07	640 – 690
Nitrürleme	580	8	Doğal Gaz + Amonyak	0.25	835 – 860
Nitrürleme	530 – 550	12 – 20	Amonyak ayrışma hızı α 30% – 60%'dir	0.12 – 0.20	550 – 760

5. Mekanik Özellikler

4Cr5MoSiV1 (H13) çeliği, havada sertleşen bir sıcak iş takım çeliğidir. İyi tokluğa ve yüksek mukavemete sahiptir. Havada sertleştirilebildiği için, söndürme deformasyonu ve kalıntı gerilimi düşüktür ve yüzey oksidasyon eğilimi de düşüktür. İkincil sertleşme fenomeni oluşturabilir, iyi termal kararlılığa sahiptir ve erimiş alüminyum alaşımının aşınmasına karşı direnç gösterebilir. 650°C'nin altındaki çalışma sıcaklıklarında yüksek sünekliğe, darbe tokluğuna, oksidasyon direncine, termal yorulma direncine, ayrıca yüksek sürünme mukavemetine ve çekme mukavemetine sahiptir.

5.1 Oda Sıcaklığında Boylamsal Mekanik Özellikler

Temperleme Sıcaklığı/°C	Söndürdükten sonra	200	400	500	520	550	580	600	650	700
Sertlik HRC	56	54	54	55.5	54	52.5	49	45.5	33	28
Çekme Dayanımı RM/MPa	—	—	2040	2100	2080	1980	1780	1650	1180	—
Alan Z'nin Azaltılması (%)	—	—	40	34	40	48	53	54	55	—
Uzama A (%)	—	—	11	11	11.5	12	12.5	14	18	—
Darbe Dayanıklılığık/(J/cm²)	—	—	40	32	35	50	60	70	100	—

Not: 1020°C yağda soğutma, 2 kez temperleme.

5.2 4Cr5MoSiV1 Çeliğinin Yorulma Performansı

Test Sıcaklığı/°C	Oda Sıcaklığı	540
σ₋₁/MPa	730	510
σ₋₁ₖ/MPa	670	370

5.3 4Cr5MoSiV1 Çelik Çubuğun Boyuna Darbe Tokluğu¹

Temperleme Sıcaklığı/°C	Sertlik2 Sıcak Haddelenmiş	Aşağıdaki test sıcaklıklarında Charpy V çentik darbe emilim enerjisi/J
		-73°C	21°C	260°C	540°C	595°C
524	54	7	14	27	31	—
565	52	7	14	30	34	343
607	47	8	24	41	45	43
615	43	9.5	24	52	60	57

1. 1010°C'den itibaren hava soğutmalı ve ikincil temperlemeli, belirtilen her sıcaklıkta iki kez temperlenmiştir.
2. Oda sıcaklığı.
3. 565°C.

5.4 4Cr5MoSiV1 Çelik Çubuğun Boyuna Çekme Özellikleri¹

Oda Sıcaklığı Sertlik HRC	Test Sıcaklığı/°C	Çekme Dayanımı RM/MPa	Düşük Akma Gücü RM/MPa	Kırık A'dan Sonra Uzama (%)	Alan Z'nin Azaltılması (%)
522	425	1620	1240	13.7	50.6
	540	1305	1000	13.9	54
	595	1020	825	17.5	65.4
	650	450	340	28.9	88.9
483	425	1400	1150	15	59.9
	540	1160	960	17.1	62.4
	595	940	750	18	68.5
	650	455	350	33.6	89
444	425	1200	1005	17	64.1
	540	995	820	20.6	70
	595	827	690	22.6	74
	650	450	350	28.4	87

1. 1010°C (1850°F) sıcaklıkta yağda söndürülür, daha sonra belirtilen sertliğe kadar temperlenir.
2. 527°C’de 2 x 2 saat temperlendi.
3. 575°C’de 2×2 saat temperlendi.
4. 605°C’de 2×2 saat temperlendi.

6. Uygulamalar

4Cr5MoSiV1 çeliği, sıcak ekstrüzyon kalıpları ve mandrelleri, çekiçli dövme kalıpları, dövme pres kalıpları, hassas dövme kalıpları ve alüminyum, bakır, magnezyum ve alaşımları için döküm kalıplarının üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. 4Cr5MoSiV1'in kıvamı ve saflığı, takım ömrünü ve performansını doğrudan etkiler. Hassas kimyasal kontrol, düşük fosfor ve kükürt seviyeleri ve minimum kalıntı gibi faktörler kritik öneme sahiptir. Elektroslag Yeniden Eritme (ESR) Üstün cilalanabilirlik veya yorulma direnci gerektiren zorlu uygulamalar için daha temiz, daha homojen çelik üretmek amacıyla kullanılabilir.