GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢属钨钼系热作模具钢，是一种新型高耐热热作模具钢，具有良好的热强性。GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢主要用于制造高温金属的热锻压模具，如热镦锻模、热冲模，热挤压模具等。
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的化学成分：
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢化学成分（质量百分数，%）
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C |
Si |
Mn |
Mo |
Cr |
W |
V |
Nb |
Ti |
P |
S |
|
0.37~0.47 |
≤0.50 |
≤0.50 |
2.00~3.00 |
2.50~3.50 |
3.50~4.50 |
1.00~1.40 |
0.10~0.20 |
0.10~0.20 |
≤0.030 |
≤0.030 |
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的特性及应用：
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢是上海材料研究所研制的新型钨钼系热作模具钢，具有良好的热强性，钢种加入少量Nb是为了增强回火抗力及热强性。GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢主要用于加工高温金属的热锻压模具，如热镦锻模、热冲模，热挤压模具等，模具的使用寿命较3Cr2W8V钢模具有所提高。
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的临界点：
Ac1≈820℃，Ac3≈880℃，Ar1≈752℃，Ar3≈850℃。
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的热加工：
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的锻造工艺规范见表1。
表1 GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢锻造工艺规范
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项目 |
加热温度/℃ |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却方式 |
|
钢锭 |
1150~1200 |
1100~1150 |
≥900 |
缓冷并及时退火 |
|
钢坯 |
1120~1160 |
1080~1130 |
≥900 |
缓冷并及时退火 |
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的热处理工艺：
⒈预备热处理：
等温退火工艺：加热温度为850℃，保温2~4h；等温温度为720℃，保温2~4h，炉冷到550℃以下出炉空冷。
⒉淬火及回火：
⑴、淬火温度为1160~1200℃，油冷，硬度≥55HRC。若要去高韧性及塑性，选用较低的淬火温度，若要去高的高温强度及耐回火性，则选用较高的淬火温度。
⑵、回火温度为630℃、600℃2次回火，每次2~3h，若为形状复杂的大模具可以采用3次回火，回火后硬度为50~54HRC。
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的力学性能：
⒈GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢与3Cr2W8V钢的冷热疲劳抗力比较：见表2。
表2 GR钢与3Cr2W8V钢的冷热疲劳抗力
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钢号 |
硬度HRC |
裂纹条数/条 |
裂纹深度总和/mm |
最大裂纹深度/mm |
|
GR |
50 |
8 |
0.68 |
0.119 |
|
3Cr2W8V |
48 |
14 |
4.53 |
1.34 |
⒉GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢与3Cr2W8V钢的热稳定性比较比较：见表3。
表3 GR钢与3Cr2W8V钢的热稳定性
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保温时间/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
GR |
50HRC |
47.5HRC |
45HRC |
42.5HRC |
41HRC |
39.5HRC |
|
3Cr2W8V |
48HRC |
44HRC |
41HRC |
37.5HRC |
34.5HRC |
32.5HRC |
注：保温时间为680℃.
⒊GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的室温及高温力学性能：见表4。
表4 GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的室温及高温力学性能
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试验温度/℃ |
σb/MPa |
σS/MPa |
δ5（%） |
ψ（%） |
αK/J•cm-2 |
HRC |
|
室温 |
1880 |
1500 |
6.7 |
20.0 |
16 |
52 |
|
600 |
1440 |
1160 |
1.25 |
3.0 |
23 |
- |
|
650 |
1220 |
1030 |
2.0 |
3.0 |
26 |
- |
|
750 |
675 |
580 |
3.75 |
18.0 |
110 |
- |
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢的典型应用：
GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢成功地应用于齿轮高速锻造、精密锻造、轴承套圈热挤压、自行车零件及螺母热镦锻、小型机锻模、辊锻模等方面，效果显著。与3Cr2W8V钢相比，用GR(4Cr3Mo3W4VNb)钢制造的各类模具使用寿命均有数倍至数十倍的大幅度提高。
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