Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢是一种高耐热热作模具钢，是针对铝合金压铸模特点而研制的新型热作模具钢，是在H13钢的基础上适当提高钼、钒、锰、硅含量，具有很好的淬透性、高热强性和耐回火性。由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢制作的模具，可以在低于600的工作温度下长期工作。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的化学成分：见表1
表1 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢化学成分（质量百分数，%）
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C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
Al |
P |
S |
|
0.36~0.42 |
1.00~1.50 |
0.70~1.50 |
4.50~5.50 |
0.80~1.20 |
0.80~1.20 |
≤0.05 |
≤0.030 |
≤0.030 |
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的特性及应用：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢是针对铝合金压铸模特点而研制的新型热作模具钢，化学成分与H13钢相似，但含钼Mo量稍高，有很好的淬透性。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢中Mo和V分别以M6C和MC型碳化物存在，对细化晶粒、提高热强性和耐回火性有较大作用。钢中加入Si、Mn的目的是提高基体强度。
由Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢制作的模具，可以在低于600℃的工作温度下长期工作。Y10钢在力学性能上，尤其是在冷热疲劳及裂纹扩展速率方面明显优于3Cr2W8V，是比较理想的铝合金压铸模材料。Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢用于压铸模使用寿命明显提高，另外，Y10钢在热挤压模、热锻模应用方面，也取得了明显成效。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的临界点：
Ac1≈815℃，Ac3≈893℃,Ms≈271℃。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的热加工：
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的锻造工艺规范见表2。
表2 Y10钢锻压工艺规范
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加热温度/℃ |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却方式 |
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1120~1150 |
1070~1140 |
850~900 |
缓冷，立即回火 |
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的热处理工艺：
⒈预备热处理：
采用等温退火工艺，840~860℃，保温2~4h；等温温度为680℃，保温4~6h，炉冷到550℃以下出炉空冷，退火后硬度为170~187HRS，退火组织为点状珠光+少量分散分布的亚稳定共晶碳化物。
⒉淬火及回火：
淬火温度为950~1050℃，油冷，硬度为50~56HRC。回火温度为550~620℃，硬度为42~51HRC。采取下限温度（550℃）回火，硬度为50~51HRC。采取1050℃油淬，650℃回火2次，硬度为39HRC。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的力学性能：
⒈Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的力学性能见表3。
表3 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的力学性能
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试验温度/℃ |
σb/MPa |
σS/MPa |
δ（%） |
ψ（%） |
αK/J•cm-2 |
|
室温 |
1724 |
1563 |
5.4 |
20.9 |
15.6 |
|
300 |
1319 |
1122 |
10.8 |
48.2 |
31.3 |
|
600 |
803 |
716 |
25.7 |
78.3 |
48.7 |
|
650 |
527 |
470 |
26.8 |
87.3 |
52.1 |
|
700 |
274 |
224 |
41 |
95 |
60.5 |
注：1020℃油淬，595℃回火2h。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的热稳定性对比见表4。
表4 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的热稳定性对比
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保温时间/h |
0 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
|
|
600℃ |
Y10 |
50HRC |
43.2HRC |
39.2HRC |
34.6HRC |
33.1HRC |
|
3Cr2W8V |
49HRC |
- |
- |
45.8HRC |
43.5HRC |
|
|
700℃ |
Y10 |
47.6HRC |
32.5HRC |
30HRC |
29.2HRC |
29HRC |
|
3Cr2W8V |
50HRC |
44HRC |
40.5HRC |
37.2HRC |
34.5HRC |
|
⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的热疲劳性能对比见表5；
表5 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢热疲劳性能对比
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裂纹 |
裂纹条数/条 |
裂纹最长长度/mm |
|||
|
≤0.05mm |
0.05~0.10 mm |
0.10~0.15mm |
≥0.05mm |
||
|
Y10 |
5 |
1 |
2 |
2 |
0.33 |
|
3Cr2W8V |
16 |
127 |
0.55 |
||
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的抗熔蚀性对比分别见表6.
表6 Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢与3Cr2W8V钢的抗熔蚀性对比
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钢种 |
失重/g |
单位面积失重/g•dm-3 |
|
Y10 |
4.153 |
16.57 |
|
3Cr2W8V |
5.056 |
20.18 |
从以上表中可以看出，Y10钢的高温强度和热稳定性低于3Cr2W8V钢，但Y10钢的冷热疲劳性能、断裂韧度和抗熔蚀性优于3Cr2W8V钢已是比较理想的铝合金压铸模材料，其模具使用寿命普遍提高，可以取代传统的3Cr2W8V钢。
Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢的典型应用：
⒈主要用于长寿命铝合金压铸模，采用Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢制造的铝合金压铸模的平均寿命比采用3Cr2W8V钢的压铸模提高1倍以上。
⒉Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢可用于下述铝合金压铸模的型腔镶块材料、型芯材料：ZL101、ZL102、ZL103、ZL104、ZL105、ZL301、ZL302、ZL401、镁合金ZM5。
⒊Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢用于制造电机端盖、照相机盒、汽车变速箱上盖等铝合金压铸模，淬火及回火到50~51HRC下使用。
⒋Y10(4Cr5Mo2MnVSi)钢可用于制造工作温度低于600℃的中、小热锻模具，还可用于制作铝合金热挤压模具。
上海隆继集团有限公司销售的同系列进口高品质热作模具钢钢种牌号：日本大同高寿命热作模具钢DH31-S、DH31-EX、DHA-WORLD等；瑞典乌德霍姆Uddeholm高韧性高耐热热作模具钢DIEVAR、ORVAR SUPREME、QRO90 SUPREME等。
