青島DC53模具鋼

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熱鍛模具鋼凝固過程中的亞穩定共晶碳化物

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熱鍛模具鋼凝固過程中的亞穩定共晶碳化物

發布日期:2018-07-29 作者: 點擊:


  熱鍛模具鋼H13鋼具有良好的熱強性、紅硬性、較高的韌性和抗熱疲勞性能及抗熱裂能力,是一種強韌兼具的空冷硬化型熱作模具鋼,目前該鋼種已成為國內外應用最廣泛的熱作模具鋼種之一。由于H13鋼中合金元素含量達到8%左右,使共析點左移,H13鋼屬于過共析鋼,碳及合金元素的嚴重偏析,特別是鉻、釩元素的作用,使得該鋼在凝固過程中出現不平衡的亞穩定共晶碳化物。

  目前很多國內生產的H13鋼退火態心部組織存在粗大的共晶碳化物和成分偏析,二次碳化物聚集在晶界處,并且在局部連成鏈狀碳化物,而共晶碳化物和二次碳化物在晶界聚集強烈影響模塊的沖擊性能。因此,有必要對H13鋼的退火熱處理工藝開展研究,以改善退火組織,進而提高其后續使用性能。

  對H13模具鋼的鍛后熱處理研究結果表明:經常規球化退火處理后,H13鋼組織粗大,顯微偏析嚴重,球化不完全,大部分碳化物呈網狀結構。經高溫正火+球化退火后,H13鋼組織細化,合金元素偏析得到改善,碳化物球化率提高,碳化物更加均勻地分布在鐵素體基體上。偏析和球化效果和正火溫度有關,1020℃正火時,H13鋼球化組織更加均勻彌散,球化效果良好,球化率可達95%以上,偏析基本消除?。

  較低的C、Si含量可以限制鋼的偏析,從而使鋼獲得高的韌性以及優良的焊接性和高熱導率;通過加入碳化物形成元素如Cr、Mo、V以獲得不同二次硬化,使得高溫下鋼的強度增加;加入Ni來代替部分Cr以保證足夠的淬透性;加入微量Nb細化晶粒,同時提高奧氏體化溫度獲得高淬透性。因此,國外研究者近年來也通過降低原有主合金元素,加入微合金元素,提高其淬透性、高溫強韌性、熱導率及抗冷熱疲勞性能,研發了一些熱鍛模具專用鋼種。


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