51CrV4冷作合金模具钢全面介绍

1. 化学成分

元素含量范围（质量分数，%）：碳的含量在 0.47 至 0.55 之间；硅的含量在 0.15 至 0.35 之间；锰的含量在 0.80 至 1.10 之间；磷的含量小于等于 0.035；硫的含量小于等于 0.035；铬的含量在 0.90 至 1.20 之间；钒的含量在 0.07 至 0.12 之间。这些成分赋予了 51CrV4 良好的性能，包括淬透性、耐磨性和韧性。

2. 供应形式

钢材线材：适用于小型模具和精密部件的制造。

锻件是通过锻造工艺生产出来的材料。这种材料具有更好的内部组织。同时，它也具有更好的力学性能。

板材包含热轧板、冷轧板、中板、厚板等种类。这些板材可用于制造各种机械和结构部件。

圆钢：包括热轧圆钢、冷拉圆钢等，常用于制造轴类和杆类零件。

3. 热处理工艺

退火操作包括：先将其加热至 850 - 900℃，接着进行保温，之后随炉冷却至 600℃，再进行空冷。退火之后，其硬度应小于等于 255 HBW。

淬火：加热至1030 - 1070℃，淬火介质通常为油。

回火是在淬火之后于 460 - 520℃进行的操作，经过保温后进行空冷，回火之后的硬度通常处于 40 - 45 HRC 这个范围之间。

对于需要高强度和弹性的部件，通常会进行一种处理，这种处理是淬火加上高温回火（500 - 650℃），也就是调质处理。

4. 机械性能

屈服强度（Rp0.2）达到或超过 485 MPa；抗拉强度（Rm）达到或超过 671 MPa；伸长率（A）为 12%；断面收缩率（Z）为 23%；布氏硬度（HBW）在退火状态下为 143。

这些性能指标表明 51CrV4 具备高强度的特性，同时也具备高韧性的特点，并且还具有良好的耐磨性，正因如此，它适合被用于制造承受高负荷的冷作模具。

5. 物理性能

温度为 25°C 时，弹性模量为 10GPa，热膨胀系数为 42.3×10⁻⁶/°C，导热系数为 60W/m·°C，比热容为 0.14J/kg·°C，电阻率为 7.85715Ω mm²/m，密度为 15kg/dm³。这些物理性能使得它在高温环境下具备良好的导热性以及抗热疲劳性。

6. 材料优势

高淬透性：能够获得良好的淬火效果，适合制造大型模具。

高强度和韧性：在高温环境下仍能保持较高的强度和良好的韧性。

铬的加入提高了耐磨性，钒的加入也提高了耐磨性，这种耐磨性良好，适合制造高负荷模具。

尺寸稳定性：热处理后尺寸变形小，适合制造高精度模具。

加工性良好：能够通过常规的金属加工技术来进行加工，像切削这种方式可以进行加工，磨削这种方式也可以进行加工，钻孔这种方式同样可以进行加工。

7. 应用领域

冷作模具可用于制造冷冲模，也可用于制造拉伸模，还可用于制造剪切模等。它能够承受高强度的压力，并且能够承受高强度的摩擦力。

汽车工业：用于制造高负荷的模具，如汽车零部件的冲压模具。

机械加工可以制造出高精度且能承受高负荷的冷作模具，像冲头以及剪切模具等。

航空航天：用于制造高精度模具和工具。

弹簧制造：用于制造高强度弹簧，如悬挂弹簧、气门弹簧等。

总结

51CrV4 冷作合金模具钢是高性能工具钢。它强度高，韧性也高，并且耐磨性良好。通过合理的热处理工艺，能够进一步优化其性能，以满足不同应用场景的需求。这种材料在多个领域有广泛应用，如冷作模具、汽车工业、机械加工和航空航天等。它是制造高精度、高负荷模具和弹簧的理想选择。