[发明专利]一种马氏体热作模具钢及制备方法

权利要求书

1.一种马氏体热作模具钢，其特征在于，所述马氏体热作模具钢为5CrNiMoVNbCe，其化学成分按质量百分比计为：C:0.53-0.56％，Si:0.22-0.25％，Mn:0.68％-0.72％，Cr:0.95-1.00％，Cu:0.10-0.14％，Ni:1.50-1.58％，Mo:1.78-1.83％，V:0.79-0.85％，Nb:0.01-0.04％，Ce:0.08-0.12％，P≤0.012％，S≤0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的马氏体热作模具钢，其特征在于，所述马氏体热作模具钢的基体组织为马氏体，强化相主要为粗化速率系数较低的碳化物MC_ETA。

3.根据权利要求1所述的马氏体热作模具钢，其特征在于，所述马氏体热作模具钢的常温性能：屈服强度σ_0.2为1658-1685MPa，抗拉强度σ_b为1785-1790MPa，伸长率为12.08-12.50％，冲击韧性为22.9-24.5J，表面硬度HRC为47.5-49.2。

4.根据权利要求1所述的马氏体热作模具钢，其特征在于，所述马氏体热作模具钢的高温热稳定性：600℃热稳硬度HRC降值为3.0-3.2，650℃热稳硬度HRC降值为6.2-7.8；高温热疲劳性：主裂纹长度65.10-85.12μm，裂纹最大宽度2.86-3.52μm。

5.根据权利要求1-4任一所述的马氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1、真空冶炼：按照所述马氏体热作模具钢的化学成分称量原料，并放入真空炉中进行真空冶炼；

S2、铸造：将步骤S1中真空冶炼得到的熔液在模具中进行浇铸得到钢锭；

S3、加热保温：将步骤S2中得到的钢锭进行加热，并根据钢锭大小选择加热保温时间；

S4、锻造：将步骤S3中加热后的钢锭进行锻造比大于6的锻造；

S5、热处理工艺：将步骤S4中锻造后的钢锭进行等温退火处理和调质处理，最终获得强度、硬度、冲击韧性、高温热稳定性和热疲劳性优良的马氏体热作模具钢。

6.根据权利要求5所述的马氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤S3中的加热温度为1160-1220℃，加热时间大于2h。

7.根据权利要求5所述的马氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤S4中的始锻温度大于1160℃，锻造终锻温度大于900℃。

8.根据权利要求5所述的马氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤S5中的等温退火处理为：根据钢锭大小选择分段等温退火，第一阶段等温退火的温度为850-870℃，等温退火的时间为3-5h；第二阶段等温退火的温度为720-760℃，等温退火的时间为1-3h，两阶段总的退火时间大于3h。

9.根据权利要求5所述的马氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤S5中的调质处理为：淬火温度为940-1000℃；根据钢锭大小选择保温时间，保温时间一般大于2h；采用水淬，淬火后立即进行回火，回火温度为560-620℃，保温时间大于2h，回火次数为2-3次。

10.根据权利要求5所述的马氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述的步骤S5中的钢锭重量为25.2-26.0kg，锻件截面尺寸为450×450-550×550mm²。