CN113699446A - 一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法，其原料按照质量百分比包括：C：0.32‑0.41％，Si：0.10‑0.40％，Mn：0.30‑0.70％，Cr：4.90‑5.30％，Mo：2.20‑2.50％，V：0.40‑0.60％，Nb：0.015‑0.025％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe，本发明涉及模具钢制造技术领域。该超细化型高韧性模具钢及其制备方法，本发明将C含量设定为热作模具钢的成分，能够提高材料淬透性和淬硬性同时还可以形成合金碳化物，改善耐磨性；降低Si含量，以提高材料的韧性；将Cr含量保持与热作模具钢1.2367中Cr含量相同，同时降低V含量，提高Mo含量能够减少含V共晶碳化物的生成，降低对韧性的影响，并保证材料具有较好的抗回火软化性，增加Nb元素，促进组织中C析出，形成细小弥散的碳化物，在热处理过程中阻止奥氏体晶粒长大。

Description

一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具钢制造技术领域，具体为一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法。
背景技术
模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模模具的钢种，模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器工业部门中制造零件的主要加工工具，模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本，而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响，模具钢分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三类，用于锻造、冲压、挤压、压铸，由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此需要模具钢具有高硬度和高韧性以满足不同工作条件的使用。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法，本发明提供的模具钢具有高硬度和高韧性的特点。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种超细化型高韧性模具钢，其原料按照质量百分比包括：C：0.32-0.41％，Si：0.10-0.40％，Mn：0.30-0.70％，Cr：4.90-5.30％，Mo：2.20-2.50％，V：0.40-0.60％，Nb：0.015-0.025％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
优选的，其原料按照质量百分比包括：C：0.35-0.40％，Si：0.20-0.35％，Mn：0.40-0.60％，Cr：4.90-5.20％，Mo：2.25-2.45％，V：0.45-0.55％，Nb：0.018-0.025％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
优选的，其原料按照质量百分比包括：C：0.35％，Si：0.30％，Mn：0.50％，Cr：5.10％，Mo：2.40％，V：0.55％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
优选的，其原料按照质量百分比包括：C：0.38％，Si：0.25％，Mn：0.55％，Cr：5.10％，Mo：2.35％，V：0.50％，Nb：0.02％，P<0.01％，S<0.001％和余量的Fe。
优选的，其原料按照质量百分比包括：C：0.40％，Si：0.30％，Mn：0.52％，Cr：5.20％，Mo：2.30％，V：0.48％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
本发明还公开了一种超细化型高韧性模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将合金原料混合后冶炼，得到钢锭；
S2、将所述步骤S1得到的钢锭进行锻造，得到锻态合金；
S3、将所述步骤S2得到的锻态合金进行热处理，得到超细化型高韧性模具钢。
优选的，所述步骤S1中的冶炼依次包括电炉熔炼、LF炉精炼、VD脱气、浇注和电渣重熔。
优选的，所述步骤S2中的锻造依次包括锻造开坯和锻造成型。
优选的，所述锻造开坯的加热温度为1150-1250℃，且锻造开坯的开锻温度为1150-1230℃，终锻温度大于820℃。
优选的，所述锻造成型的始锻温度为1150-1200℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该超细化型高韧性模具钢及其制备方法，其原料按照质量百分比包括：C：0.32-0.41％，Si：0.10-0.40％，Mn：0.30-0.70％，Cr：4.90-5.30％，Mo：2.20-2.50％，V：0.40-0.60％，Nb：0.015-0.025％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe，本发明将C含量设定为热作模具钢的成分，能够提高材料淬透性和淬硬性同时还可以形成合金碳化物，改善耐磨性；降低Si含量，以提高材料的韧性；将Cr含量保持与热作模具钢1.2367中Cr含量相同，同时降低V含量，提高Mo含量能够减少含V共晶碳化物的生成，降低对韧性的影响，并保证材料具有较好的抗回火软化性，增加Nb元素，促进组织中C析出，形成细小弥散的碳化物，在热处理过程中阻止奥氏体晶粒长大，使组织晶粒细小，提高强度与韧性。实施例的结果显示，本发明提供的超细化型高韧性模具钢与1.2367钢相比具有更高的硬度为50-54HRC，冲击韧性为250-400J。
(2)、该超细化型高韧性模具钢及其制备方法，本发明Cr元素扩大奥氏体区，增加奥氏体区的溶碳量，降低碳化物稳定性，促进加热时碳化物的粒化；在钢中加入了Nb，Nb在钢中可形成NbC，同时又能溶于基体中，能有效提高原子结合力，因此含Nb晶粒不易长大。Nb还可以改善钢中碳化物的分布，含Nb钢具有高的强韧性结合，与不含Nb的钢相比，抗弯强度提高25％，冲击韧性增加一倍以上，断裂韧性提高20％。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的超细化型高韧性模具钢的光学显微镜图；
图2为本发明实施例2制备的超细化型高韧性模具钢的光学显微镜图；
图3为本发明实施例3制备的超细化型高韧性模具钢的光学显微镜图；
图4为本发明实施例1制备的超细化型高韧性模具钢的淬火态扫描电镜图；
图5为本发明实施例2制备的超细化型高韧性模具钢的淬火态扫描电镜图；
图6为本发明实施例3制备的超细化型高韧性模具钢的淬火态扫描电镜图；
图7为本发明制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明实施例提供三种技术方案：一种超细化型高韧性模具钢及其制备方法，其原料按照质量百分比包括：C：0.32-0.41％，Si：0.10-0.40％，Mn：0.30-0.70％，Cr：4.90-5.30％，Mo：2.20-2.50％，V：0.40-0.60％，Nb：0.015-0.025％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括C0.32-0.41％，优选为0.35-0.40％，更优选为0.35-0.38％。在本发明中，所述C含量在上述范围内时能够提高材料淬透性和淬硬性，还可以形成合金碳化物，改善耐磨性，超过上述含量范围会导致材料韧性降低，在热处理时易开裂。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括Si0.10-0.40％，优选为0.20-0.35％，更优选为0.25-0.30％。在本发明中，所述Si含量在上述范围内时能够溶入基体起固溶强化作用，同时控制C原子在钢中的迁入和析出，使得钢的强度和回火稳定性增加，超过上述含量范围会导致偏析现象，材料脆性增加。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括Mn0.30-0.70％，优选为0.40-0.60％，更优选为0.50-0.55％。在本发明中，所述Mn的含量在上述范围内时能够提高钢的淬透性，为奥氏体稳定元素；超过上述含量范围会导致淬火组织中残留奥氏体过多，增加材料晶粒长大的倾向，降低耐磨性，并且增加材料开裂风险。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括Cr4.85-5.30％，优选为4.90-5.20％，更优选为5.10-5.15％。在本发明中，所述Cr含量在上述范围内时能够提高合金淬透性，与碳元素结合后形成碳化物可提高耐磨性；超过上述含量范围会导致共晶碳化物增加，脆性增加。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括Mo2.20-2.50％，优选为2.25-2.45％，更优选为2.40-2.45％。在本发明中，所述Mo含量在上述范围内时能够提高钢的抗回火稳定性，且与碳结合形成细小的碳化物，提高耐磨性；超过上述含量范围会导致材料韧性降低，成本增加。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括V0.40-0.60％，优选为0.45-0.55％，更优选为0.50-0.55％。在本发明中，所述V含量在上述范围内时能够形成碳化钒，可钉扎晶界、细化晶粒，且碳化钒性质稳定，起到显著的沉淀强化作用；超过上述含量范围会导致共晶碳化钒生成，其硬度高，容易导致锻造或使用时开裂现象的发生。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括Nb0.015-0.025％，优选为0.018-0.025％，更优选为0.018-0.023％。在本发明中，在钢中加入了Nb，Nb在钢中可形成NbC，同时又能溶于基体中，能有效提高原子结合力，因此含Nb晶粒不易长大。Nb还可以改善钢中碳化物的分布，含Nb钢具有高的强韧性结合，与不含Nb的钢相比，抗弯强度提高25％，冲击韧性增加一倍以上，断裂韧性提高20％。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括P<0.015％，优选≤0.01％。在本发明中，所述P为有害元素，会在晶界处析出，破坏基体连续性，增加钢的脆性，使焊接性能变坏，增加回火脆性，故将其含量控制在0.015％以下。
按照质量百分比计，本发明提供的超细化型高韧性模具钢包括S<0.001％。在本发明中，所述S为有害元素，会与铁元素形成硫化亚铁，高温下使分布于晶界的低熔点的共晶体熔化而导致开裂，降低钢的韧性，引起各项异性，故将其含量控制在0.001％以下。
在本发明中，所述超细化型高韧性模具钢的成分具体优选为C：0.35％，Si：0.30％，Mn：0.50％，Cr：5.10％，Mo：2.40％，V：0.55％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe；或C：0.38％，Si：0.25％，Mn：0.55％，Cr：5.10％，Mo：2.35％，V：0.50％，Nb：0.02％，P<0.01％，S<0.001％和余量的Fe；或C：0.40％，Si：0.30％，Mn：0.52％，Cr：5.20％，Mo：2.30％，V：0.48％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
本发明将C含量设定为热作模具钢的成分，能够提高材料淬透性和淬硬性同时还可以形成合金碳化物，改善耐磨性；降低Si含量，以提高材料的韧性；将Cr含量保持与热作模具钢1.2367中Cr含量相同，同时降低V含量，提高Mo含量能够减少含V共晶碳化物的生成，降低对韧性的影响，并保证材料具有较好的抗回火软化性，增加Nb元素，促进组织中C析出，形成细小弥散的碳化物，在热处理过程中阻止奥氏体晶粒长大，使组织晶粒细小，提高强度与韧性。
本发明还提供了上述技术方案所述超细化型高韧性模具钢的制备方法，包括以下步骤：
S1、将合金原料混合后冶炼，得到钢锭；
S2、将所述步骤S1得到的钢锭进行锻造，得到锻态合金；
S3、将所述步骤S2得到的锻态合金进行热处理，得到超细化型高韧性模具钢。
本发明将合金原料混合后冶炼，得到钢锭。本发明对所述合金原料的种类和来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的能够提供上述合金元素的原料即可。本发明对所述合金原料混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。
在本发明中，所述冶炼优选依次包括电炉熔炼、LF炉精炼、VD脱气、浇注和电渣重熔。本发明对所述电炉熔炼的操作没有特殊的限定，只要保证出钢时P的质量含量小于0.015％即可。本发明对所述LF炉精炼的操作没有特殊的限定，只要保证精炼完成后钢中S质量含量小于0.002％即可。本发明对所述VD脱气的操作没有特殊的限定，只要保证脱气完成后钢中氧的质量含量小于等于0.0025％，H的质量含量小于等于0.0002％。
在本发明中，所述浇注优选采用氩气保护浇注。本发明对所述浇注的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。在本发明中，采用所述氩气保护浇注能够防止钢中溶入大气中的氧气和水蒸气。
在本发明中，所述电渣重熔优选在保护气氛中进行。本发明对所述保护气氛没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的保护气氛即可。在本发明中，所述保护气氛优选为氩气氛。本发明对所述电渣重熔的操作没有特殊的限定，只要保证重熔完成后钢中的氧和硫的质量含量均小于0.002％即可。在本发明中，所述电渣重熔在保护气氛中进行，能够提高钢的纯净度，改善钢的凝固条件，从而降低元素偏析、减少疏松缩孔等缺陷，提高钢锭致密性。
得到钢锭后，本发明将所述钢锭进行锻造，得到锻态合金。在本发明中，所述锻造优选依次包括锻造开坯和锻造成型。在本发明中，所述锻造开坯的加热温度优选为1150-1250℃，更优选为1200-1230℃；所述锻造开坯的开锻温度优选为1150-1230℃，更优选为1200-1220℃；所述终锻温度优选大于820℃，进一步优选为850-1200℃，更优选为860-880℃。在本发明中，所述锻造开坯能够将钢锭加工至锻造成型前的规格。本发明对所述锻造开坯的变形量没有特殊的限定，根据实际所需的尺寸加工即可。
在本发明中，所述锻造成型的始锻温度优选为1150-1200℃，更优选为1160-1180℃。在本发明中，将所述钢锭进行锻造开坯后直接加热至锻造成型的始锻温度。本发明对所述加热的速率没有特殊的限定，只要保证达到所述始锻温度即可。在本发明中，所述锻造成型优选为锤锻成型或轧制成型。本发明对所述锤锻成型或轧制成型的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的操作即可。本发明对所述锻造成型的变形量没有特殊的限定，根据实际所需的尺寸加工即可。在本发明中，所述锻造成型能够将钢锭加工成所需的尺寸。
锻造成型完成后，本发明优选将所述锻造成型的产物冷却至250-350℃，得到锻态合金。在本发明中，所述冷却优选为空冷或风冷。本发明对所述冷却的速率没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的冷却速率即可。
得到锻态合金后，本发明将所述锻态合金进行热处理，得到超细化型高韧性模具钢。在本发明中，所述热处理优选依次包括细晶热处理和球化退火。
在本发明中，所述细晶热处理的操作优选为将所述锻态合金加热至保温的温度进行保温，然后进行冷却。在本发明中，对所述锻态合金进行上述的细晶热处理，使得所述锻态合金在经过冷却和加热后达到细化晶粒、均匀组织的目的。
本发明对所述加热的速率没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加热速率即可。在本发明中，所述保温的温度优选为1030-1080℃，更优选为1040-1060℃；所述保温的时间优选按照每100mm有效加热厚度保温3-3.5h，更优选按照每100mm有效加热厚度保温2.7-2.9h。在本发明中，所述冷却优选为水冷、雾冷和风冷中的至少一种；所述冷却的终点温度优选为250-400℃，进一步优选为280-350℃，更优选为300-320℃。本发明对所述冷却的速率没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的冷却速率即可。
在本发明中，所述球化退火优选为等温球化退火；所述等温球化退火优选依次包括第一退火和第二退火。在本发明中，通过上述球化退火的工艺，可使钢种的二次碳化物呈现球状，并且均匀分布在铁素体基体中，形成珠光体组织，有利于后续的切削加工。
本发明对所述第一退火的加热速率没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加热速率即可。在本发明中，所述第一退火的保温温度优选为820-880℃，更优选为840-850℃；所述第一退火的保温时间优选为15-24h，更优选为15-18h。在本发明中，所述第一退火的冷却速率优选小于20℃/h，更优选为15-17℃/h。在本发明中，所述第一退火的冷却终点温度优选为第二退火的保温温度。
在本发明中，所述第二退火的保温温度优选为650-750℃，更优选为720-740℃；所述第二退火的保温时间优选为15-24h，进一步优选为12-18h，更优选为15-17h。在本发明中，所述第二退火的冷却速率优选小于20℃/h，更优选为10-12℃/h。在本发明中，所述第二退火的冷却终点温度优选为450℃及以下，更优选为200-400℃。
本发明提供的制备方法更够进一步净化基体，且使二次碳化物呈细小弥散分布，无大块一次碳化物，进而提高模具钢的硬度和韧性。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
按照质量百分比计，所述超细化型高韧性模具钢的组成为：C：0.35％，Si：0.30％，Mn：0.50％，Cr：5.10％，Mo：2.40％，V：0.55％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe；
所述超细化型高韧性模具钢的制备方法为：
S1、按照上述重量百分比进行配料混合后电炉熔炼，控制出钢P 0.015wt％，然后通过LF炉精炼，控制S 0.002wt％；再进行通过VD炉脱气，控制钢中氧含量0.0025wt％，H含量0.0002wt％；之后在氩气保护下进行浇注；再通过气氛保护电渣重熔，将氧含量降低到0.002wt％、硫含量降低到0.0008wt％，得到钢锭；
S2、将所述步骤S1得到的钢锭进行锻造，先进行锻造开坯，锻造开坯的加热温度为1230℃，开锻温度为1200℃，终锻温度850℃；再进行采用锤锻进行锻造成型，锻造成型的始锻温度为1180℃，得到锻态合金；
S3、将所述步骤S2得到的锻态合金空冷至350℃后进行热处理，先进行细晶热处理：升温至1050℃，按照每100mm有效加热厚度保温3h，然后采用水冷和风冷冷却至280℃；再进行球化退火：升温至850℃保温15h，以12℃/h冷却至740℃保温15h，再以12℃/h的冷却至450℃出炉，得到超细化型高韧性模具钢。
实施例2
按照质量百分比计，所述超细化型高韧性模具钢的组成为：C：0.38％，Si：0.25％，Mn：0.55％，Cr：5.10％，Mo：2.35％，V：0.50％，Nb：0.02％，P<0.01％，S<0.001％和余量的Fe；
所述超细化型高韧性模具钢的制备方法为：
S1、按照上述重量百分比进行配料混合后电炉熔炼，控制出钢P 0.015wt％，然后通过LF炉精炼，控制S 0.0015wt％；再进行通过VD炉脱气，控制钢中氧含量0.0025wt％，H含量0.00012wt％；之后在氩气保护下进行浇注；再通过气氛保护电渣重熔，将氧、硫含量均降低到0.001wt％，得到钢锭；
S2、将所述步骤S1得到的钢锭进行锻造，先进行锻造开坯，锻造开坯的加热温度为1250℃，开锻温度为1220℃，终锻温度850℃；再进行采用锤锻进行锻造成型，锻造成型的始锻温度为1180℃，得到锻态合金；
S3、将所述步骤S2得到的锻态合金风冷至290℃后进行热处理，先进行细晶热处理：升温至1060℃，按照每100mm有效加热厚度保温2.5h，然后采用水冷和风冷冷却至350℃；再进行球化退火：升温至880℃保温18h，以17℃/h冷却至750℃保温18h，再以10℃/h的冷却至450℃出炉，得到超细化型高韧性模具钢。
实施例3
按照质量百分比计，所述超细化型高韧性模具钢的组成为：C：0.40％，Si：0.30％，Mn：0.52％，Cr：5.20％，Mo：2.30％，V：0.48％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe；
所述超细化型高韧性模具钢的制备方法为：
S1、按照上述重量百分比进行配料混合后电炉熔炼，控制出钢P 0.015wt％，然后通过LF炉精炼，控制S 0.002wt％；再进行通过VD炉脱气，控制钢中氧含量0.0018wt％，H含量0.0001wt％；之后在氩气保护下进行浇注；再通过气氛保护电渣重熔，将氧、硫含量均降低到0.001wt％，得到钢锭；
S2、将所述步骤S1得到的钢锭进行锻造，先进行锻造开坯，锻造开坯的加热温度为1220℃，开锻温度为1200℃，终锻温度880℃；再进行采用快锻机进行锻造成型，锻造成型的始锻温度为1160℃，得到锻态合金；
S3、将所述步骤S2得到的锻态合金风冷至260℃后进行热处理，先进行细晶热处理：升温至1080℃，按照每100mm有效加热厚度保温2.7h，然后采用水冷和雾冷冷却至300℃；再进行球化退火：升温至870℃保温18h，以12℃/h冷却750℃保温12h，再以12℃/h的冷却至430℃出炉，得到超细化型高韧性模具钢。
对实施例1-3制备的超细化型高韧性模具钢在500倍光学显微镜下进行组织观察如图1所示，图1为实施例1制备的超细化型高韧性模具钢的光学显微镜图；图2为实施例2制备的超细化型高韧性模具钢的光学显微镜图；
图3为实施例3制备的超细化型高韧性模具钢的光学显微镜图；从图1-3可以看出，本发明的超细化型高韧性模具钢的组织均匀，粒状碳化物均匀分布在铁素体基体中，实施例1-3模具钢的钢淬火组织为马氏体上分布着未溶碳化物和残余奥氏体。随着淬火温度升高，可明显看到碳化物逐渐溶解，同时晶粒长大。在实际淬火过程中，希望能保留一部分细小弥散的未溶碳化物，这些碳化物能阻止奥氏体晶粒的过分长大，有利于在提高基体强度的同时保持一定的韧性。同时这些未溶碳化物又是回火过程中碳化物非自发形核的形核质点。从3个的组织来看，淬火时可保留适当的未溶碳化物，且奥氏体晶粒没有过分长大。
对实施例1-3进行性能测试：测试结果如表1所示：
表1实施例1-3制备的模具钢的硬度和韧性测试数据
测试 实施例1 实施例2 实施例3
硬度(HRC) 50 54 52
5*10*55无缺口冲击韧性(J) 386 264 327
由表1可见试样保持较高的平均冲击功依据NADCA#207-2016该冲击韧性达到优良水平，此外，从表1可以看出硬度与冲击功呈负相关，碳化物均匀分布在铁素体基体中，提高基体硬度，使材料满足模具钢高硬度的需求，以上实施例可以看出，本发明提供的模具钢具有高硬度和高韧性。
晶粒度可以用来表示奥氏体晶粒的大小。钢材加热时形成的奥氏体晶粒的大小，对冷却转变及对钢的力学性能与工艺性能均有很大影响。例如粗大的奥氏体晶粒冷却后获得粗大的转变产物，这种产物的塑性与韧性比细小的奥氏体晶粒转变产物差，而且如果晶粒过分粗大，钢材在淬火时还易于变形和开裂。如图4所示，对淬火态的扫描电镜照片使用三线法，并与标准《GB/T6394-2002金属平均晶粒度测定方法》的评级图对比来评定平均晶粒度，得出三种钢在淬火后的晶粒度大约分别为9.8、9.6、8.6。
综上，本发明公开了一种模具钢材料及其制备方法与用途。该方法通过添加微量Nb元素，并优化冶炼工艺，采用固溶处理，淬火处理，回火处理对所制备的热作模具钢进行热处理，冶炼得到一种新型热作模具钢。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种超细化型高韧性模具钢，其特征在于：其原料按照质量百分比包括：C：0.32-0.41％，Si：0.10-0.40％，Mn：0.30-0.70％，Cr：4.90-5.30％，Mo：2.20-2.50％，V：0.40-0.60％，Nb：0.015-0.025％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
2.根据权利要求1所述的一种超细化型高韧性模具钢，其特征在于：其原料按照质量百分比包括：C：0.35-0.40％，Si：0.20-0.35％，Mn：0.40-0.60％，Cr：4.90-5.20％，Mo：2.25-2.45％，V：0.45-0.55％，Nb：0.018-0.025％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
3.根据权利要求1或2所述的一种超细化型高韧性模具钢，其特征在于：其原料按照质量百分比包括：C：0.35％，Si：0.30％，Mn：0.50％，Cr：5.10％，Mo：2.40％，V：0.55％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
4.根据权利要求1或2所述的一种超细化型高韧性模具钢，其特征在于：其原料按照质量百分比包括：C：0.38％，Si：0.25％，Mn：0.55％，Cr：5.10％，Mo：2.35％，V：0.50％，Nb：0.02％，P<0.01％，S<0.001％和余量的Fe。
5.根据权利要求1或2所述的一种超细化型高韧性模具钢，其特征在于：其原料按照质量百分比包括：C：0.40％，Si：0.30％，Mn：0.52％，Cr：5.20％，Mo：2.30％，V：0.48％，Nb：0.02％，P<0.015％，S<0.001％和余量的Fe。
6.一种制备权利要求1或2任意一项所述的超细化型高韧性模具钢的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将合金原料混合后冶炼，得到钢锭；
S2、将所述步骤S1得到的钢锭进行锻造，得到锻态合金；
S3、将所述步骤S2得到的锻态合金进行热处理，得到超细化型高韧性模具钢。
7.根据权利要求6所述的一种超细化型高韧性模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的冶炼依次包括电炉熔炼、LF炉精炼、VD脱气、浇注和电渣重熔。
8.根据权利要求6所述的一种超细化型高韧性模具钢的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的锻造依次包括锻造开坯和锻造成型。
9.根据权利要求8所述的一种超细化型高韧性模具钢的制备方法，其特征在于，所述锻造开坯的加热温度为1150-1250℃，且锻造开坯的开锻温度为1150-1230℃，终锻温度大于820℃。
10.根据权利要求8所述的一种超细化型高韧性模具钢的制备方法，其特征在于，所述锻造成型的始锻温度为1150-1200℃。
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