HM3 钢
(1)模具钢的特性：HM3钢号3Cr3M〇3VNb，属过共析钢，中碳铬系高强韧性热 作模具钢，该钢是参照美国AISI标准H10钢和俄罗斯r〇CT标准3X3M3$钢的改进型 钢种，与HM1相类似，我国早在20世纪80年代，列人航空部标准的3Cr3Mo3VNb 钢中。
该钢具有降低加热时的过热敏感性、高温强度高、热稳定性高、塑性韧性高、耐冷 热疲劳性好和耐热磨损性优良的特点，在锻态和正火空冷状态时，易形成贝氏体组织， 在淬火态可得到板条状马氏体组织，并随淬火加热稳定和冷却条件的不同，含有5%〜 18%的残留奥氏体和1%〜3%的碳化物。该钢的碳化物，在退火态为M6C、M4C3和 NbC,在淬火态为M2C、V4C3和NbC。大截面含铌钢模具在缓慢冷速下，有形成晶界 链状碳化物的倾向。
除Cr、Mo、V和Nb外，又加人了 4%W,使钢的高温强度和热稳定性得到了进一 步提高，是中碳铬系热作模具钢中高温强度较高、热稳定性较好的钢种。该钢还具有良 好的耐冷热疲劳性能。
快速球化退火工艺球化组织细小、均勻，退火周期可缩短1/3以上，节约电能消耗 20%左右。在600°C下，抗拉强度可达到lOOOMPa，700°C时可达700MPa。在析出硬化 区前回火时，有较高的KIC值。
该钢模具在预热至>150°C使用时，可显著提高冲击钿性，防止模具的早期脆裂。
中、小型热锻模具的表面温度可达>600t：，该钢是根据形成合金碳化物所需的碳 量，对2Cr3M〇3VNb做进一步成分调整而来的。钢中加人了 3%Mo,既能提高钢的淬 透性和防止出现回火脆性，又能提高钢的热稳定性。加人V和Nb则可起到细化晶粒， 降低钢的过热敏感性作用。
该钢的淬透性高，淬火加热温度范围宽，过热敏感性低，具有高温强度高、热稳定 性好、塑性軔性好、耐冷热疲劳性能好、热磨损性能好等优点。
(2)    供货状态退火态。
(3)     化学成分（质量分数，％) C0.2〜0.3、Si<0.60、Mn<0.35、Cr2. 6〜3. 2、 Mo2.7〜3.2、V0.6〜1.2、Nb0.08~0.12、P<0.030、S<0.030。
(4)    参考对应钢号美国AISI标准钢号H10、俄罗斯r〇CT标准钢号3X3M30、
(5)    物理性能
①    临界点温度（近似值）Acl=825C，Arl=734X：，大„„ = 910〜920T：，A„„ = 81〇1〇, MS = 355/1C。
②     线（膨）胀系数.•室温到6001，a=ll. 9X10—6K'
③    热导率：A=32.55W/(m.K)。
(6)    热加工规范始锻温度1120〜1150°C，终锻温度>850°C，灰冷或堆冷，冷却 后需及时退火。
(7)    普通退火规范温度860°C 士 10T：，保温时间2~3h,降温到温度710T： 士 10X：，保温时间4〜6h,炉冷到温度<550°C,出炉空冷。
(8)    普通球化退火规范 （860〜900)1：(2〜3)11炉冷，（700〜730)1〇(3〜5)11 等温，炉冷至温度<550°C，出炉空冷，硬度180〜190HBS。
(9)    快速球化退火规范高温10301加热，时间20s/mm，油淬，随后，在800〜 8509C加热，时间1〜2min/mm，待到均热后，随即炉冷，降至温度<550°C，出炉空 冷，退火硬度180〜200 HBS。
(10)    淬火、回火规范淬火温度950〜1000°C，淬火硬度46〜50HRC，晶粒度为 10〜11级。
回火温度500〜580°C，呈现析出硬化效应，硬度比淬火态高1〜1.5HRC,回火温 度 450〜650°C，硬度 42〜48HRC。
(11)    离子渗氮处理规范渗氮温度460°C/530°C/580°C/640°C，保持时间10h，离 子渗氮层深 〇. 12mm/0. 20〜0. 28mm/0. 28mm/0. 35 〜0• 38mm，表面硬度 II45 〜 1320HV0. 5/1120HV0. 5/1095HV0. 5/810〜824HV0. 5。
淬火温度 108CTC,油淬，硬度 48.5HRC，回火温度 450°C/500°C/550°C/580T：/ 60(TC/620°C/650°C, —次回火后的硬度 48. 5HRC/48. 5HRC/48.0HRC/49.0HRC/
48.    0HRC/45. 5HRC/39. 0HRC,二次回火后的硬度 48. 5HRC/49. 5HRC/48. 0HRC/
49.    5HRC/48. 0HRC/45. 5HRC/41. 0HRCo
(12)    典型应用举例
①    连杆辊锻成型模，连杆辊锻成型模具尺寸大，工作条件恶劣，磨损、热疲劳、 塌陷、断裂失效现象非常严重。HM3钢制的辊锻模可消除上述缺陷.使用寿命可达到254 第3章典型热作模具钢 1. 9万件。
②    在实际应用中，该钢模具的使用寿命可达5CrNiMo、5CrMnM〇钢的4倍以上。
③    在轴承行业，用该钢制作的挤压模具比3&2W8V钢的寿命提高到4〜7倍。
④    在锻模模具上，该钢的使用寿命与H13钢相比，同样是可以大幅度提高，一般 可达H13钢的2倍左右。
⑤    采用该钢制作的生产无缝钢管顶的寿命是3&2W8V的2倍，是H13钢的3倍。
⑥    适用于制作有色金属压铸模、耐热不锈钢及高强度材料锻压成型模等，使用效 果良好。
⑦    特别适合于冲击载荷较大、工作温差高的模具。
⑧    适合于耐热、不锈、高温合金成型用模具。
⑨    用于GCrl5钢轴承环套圈热锻成型凹模，在用5CrNiMo、3&2W8V、G€rl5钢 制时，常呈现有剧烈磨损、热疲劳、热裂、截面过渡处塌陷变形等现象，使用寿命仅 0.1万〜0.3万件，改用HM3钢制造后，使用寿命提高到1万〜3万件，一般使用到 〇. 8万件后方出现轻微的热疲劳和热裂现象。
⑩    采用4Cr5W2VSi钢的热锻模，使用寿命虽比5CrNiMo钢髙一倍，但仍低于0.1 万件，使用中易产生磨损、塌陷、型腔胀大、尺寸超差、开裂等早期严重失效现象，应 用HM3钢制造这类模具后，使用寿命分别比5CrNiMo和4Cr5W2VSi提高5〜10倍和 2〜5倍。