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3Cr3Mo3VNb（HM3钢）
3Cr3Mo3VNb钢代号为HM3钢，是参照国外H10钢和3Cr3Mo系热作模具钢，结合我国资源情况研制而成的新型高强韧性热锻模具钢。3Cr3Mo3VNb（HM3钢）其特点是在碳含量较低的情况下加入微量元素Nb，使钢具有更高的耐回火性、热强性，有明显的回火二次硬化效果。3Cr3Mo3VNb（HM3钢）的缺点为有脱碳倾向。生产实践表明：对于耐热钢、不锈钢及高温合金等成形用模具，5CrNiMo钢、3Cr2W8V钢和4Cr5W2VSi钢都不能满足生产要求，而HM3钢则可以使锻模的使用寿命有明显提高。HM3钢应用于热锻成形凹模、连杆辊锻模、轴承套圈毛坯热挤压凹模、高强钢精锻模、小型机锻模、铝合金压铸模等模具上，都有良好的效果。HM3钢模具寿命比3Cr2W8V钢、5CrNiMo钢及4Cr5W2VSi钢等模具提高2～10倍，可以**地克服模具因热磨损、热疲劳、热裂等引起的早期失效。
（1）HM3钢化学成分
HM3模具钢化学成分（质量分数） （%）CSiMnCrMoVNbPS0.24～0.33≤0.60≤0.352.60～3.202.70～3.200.60～0.800.08～0.15≤0.020≤0.010
（2）HM3钢临界点
HM3模具钢临界点温度临界点Ac1Ac3Ar1Ar3Ms温度（近似值）/℃825920734810355
（3）HM3钢热加工
HM3模具钢锻造工艺规范项目加热温度/℃始锻温度/℃终锻温度/℃冷却方式钢锭1170～12001140～1170≥900缓冷（砂冷或坑冷）钢坯1160～11801120～1150≥850缓冷（砂冷或坑冷）
（4）HM3钢预备热处理 锻材等温退火：＜500℃入炉随炉升温，加热温度860～880℃，保温时间（H）1+1min/mm,等温温度730±10℃，保温时间（H）2+1min/mm，随炉冷至＜500℃出炉空冷（HB≤229）。
（5）HM3钢淬火及回火
1）淬火：加热温度为1080±10℃，油冷，硬度47～49HRC。表格为淬火温度与硬度及晶粒度的关系。
HM3模具钢淬火温度与硬度及晶粒度关系淬火温度/℃10201060108010901120硬度HRC4747.148.547.947.8晶粒度/级109～1098～98～9
2）回火规范见表格。不同温度回火后的硬度值和残留奥氏体量见表格。
HM3模具钢推荐回火规范回火工件回火温度/℃回火设备回火硬度HRC锻造变形抗力小的工件570～600空气炉47～49锻造变形抗力大的工件600～630空气炉42～47
HM3模具钢不同温度回火后的硬度值和残留奥氏体量回火温度/℃
回火次数450500550580600620650一次回火硬度HRC48.548.549494845.539φ（Ar）（%）6.46.171.580.77000二次回火硬度HRC48.549.549.549.54845.541.0φ（Ar）（%）6.643.300.690.40000注：1.φ（Ar）表示残留奥氏体的体积分数。
2.1080℃淬火。
（6）力学性能 HM3钢经1080℃加热、油冷淬火后的硬度为48.5HRC，残留奥氏体的体积分数为9.2%。由于回火时析出M2C、V4C3、NbC等弥散碳化物以及残留奥氏体的转变，在550℃左右回火时出现二次硬化峰，峰值稍高于淬火硬度值，但断裂韧度在低谷值，因此回火宜选择在550℃以上进行。HM3钢的常温力学性能和高温力学性能分别见表格。
HM3模具钢的力学性能淬火温度/℃硬度HRC回火后硬度HRC晶粒度/级σb/MPaσs/MPaδ（%）ψ（%）αk/(J/cm2)KIC/ MPa·m1/2106047.148.19～10153513521159.826.336112047.849.78～9164614331360.71932注：回火温度600℃、570℃二次回火
HM3模具钢高温力学性能试验温度/℃室温450500550600650σb/MPa16001380120011001000750σ0.2/MPa———800650550ψ（%）596463626169δ（%）1215111011.515
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