HM3模具钢化学成分（质量分数） （%）
C | Si | Mn | Cr | Mo | V | Nb | P | S |
0.24～0.33 | ≤0.60 | ≤0.35 | 2.60～3.20 | 2.70～3.20 | 0.60～0.80 | 0.08～0.15 | ≤0.020 | ≤0.010 |
（2）HM3钢临界点
HM3模具钢临界点温度
临界点 | Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 | Ms |
温度（近似值）/℃ | 825 | 920 | 734 | 810 | 355 |
（3）HM3钢热加工
HM3模具钢锻造工艺规范
项目 | 加热温度/℃ | 始锻温度/℃ | 终锻温度/℃ | 冷却方式 |
钢锭 | 1170～1200 | 1140～1170 | ≥900 | 缓冷（砂冷或坑冷） |
钢坯 | 1160～1180 | 1120～1150 | ≥850 | 缓冷（砂冷或坑冷） |
（4）HM3钢预备热处理 锻材等温退火：＜500℃入炉随炉升温，加热温度860～880℃，保温时间（H）1+1min/mm,等温温度730±10℃，保温时间（H）2+1min/mm，随炉冷至＜500℃出炉空冷（HB≤229）。
（5）HM3钢淬火及回火
1）淬火：加热温度为1080±10℃，油冷，硬度47～49HRC。表格为淬火温度与硬度及晶粒度的关系。
HM3模具钢淬火温度与硬度及晶粒度关系
淬火温度/℃ | 1020 | 1060 | 1080 | 1090 | 1120 |
硬度HRC | 47 | 47.1 | 48.5 | 47.9 | 47.8 |
晶粒度/级 | 10 | 9～10 | 9 | 8～9 | 8～9 |
2）回火规范见表格。不同温度回火后的硬度值和残留奥氏体量见表格。
HM3模具钢推荐回火规范
回火工件 | 回火温度/℃ | 回火设备 | 回火硬度HRC |
锻造变形抗力小的工件 | 570～600 | 空气炉 | 47～49 |
锻造变形抗力大的工件 | 600～630 | 空气炉 | 42～47 |
HM3模具钢不同温度回火后的硬度值和残留奥氏体量
回火温度/℃ 回火次数 | 450 | 500 | 550 | 580 | 600 | 620 | 650 | |
一次回火 | 硬度HRC | 48.5 | 48.5 | 49 | 49 | 48 | 45.5 | 39 |
φ（Ar）（%） | 6.4 | 6.17 | 1.58 | 0.77 | 0 | 0 | 0 | |
二次回火 | 硬度HRC | 48.5 | 49.5 | 49.5 | 49.5 | 48 | 45.5 | 41.0 |
φ（Ar）（%） | 6.64 | 3.30 | 0.69 | 0.40 | 0 | 0 | 0 | |
注：1.φ（Ar）表示残留奥氏体的体积分数。
2.1080℃淬火。
（6）力学性能 HM3钢经1080℃加热、油冷淬火后的硬度为48.5HRC，残留奥氏体的体积分数为9.2%。由于回火时析出M2C、V4C3、NbC等弥散碳化物以及残留奥氏体的转变，在550℃左右回火时出现二次硬化峰，峰值稍高于淬火硬度值，但断裂韧度在低谷值，因此回火宜选择在550℃以上进行。HM3钢的常温力学性能和高温力学性能分别见表格。
HM3模具钢的力学性能
淬火温度/℃ | 硬度HRC | 回火后硬度HRC | 晶粒度/级 | σb/MPa | σs/MPa | δ（%） | ψ（%） | αk/(J/cm2) | KIC/ MPa·m1/2 |
1060 | 47.1 | 48.1 | 9～10 | 1535 | 1352 | 11 | 59.8 | 26.3 | 36 |
1120 | 47.8 | 49.7 | 8～9 | 1646 | 1433 | 13 | 60.7 | 19 | 32 |
注：回火温度600℃、570℃二次回火
HM3模具钢高温力学性能
试验温度/℃ | 室温 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 |
σb/MPa | 1600 | 1380 | 1200 | 1100 | 1000 | 750 |
σ0.2/MPa | — | — | — | 800 | 650 | 550 |
ψ（%） | 59 | 64 | 63 | 62 | 61 | 69 |
δ（%） | 12 | 15 | 11 | 10 | 11.5 | 15 |
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