国产H13美国芬可乐H13模具钢 国产H13美国芬可乐H13模具钢 国产H13美国芬可乐H13模具钢
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有较高的淬透性和好的抗软化能力,所以H13钢在空冷条件下能够淬硬。在6barN2气体真空处理条件下可淬透直径为160mm。 但铬的加入会增加碳化物的不均匀程度,致使钢中会出现亚稳定的共晶碳化物,这种碳化物现在国内一般可用高碳铬轴承钢相关标准予以评定。铬含量的提高有利于增加材料的热强度,但对韧度不利。北鼎模具钢 钼:钼也是碳化物形成元素和铬一样,可提高钢的高温硬度和淬透性。此外,钼可以阻碍奥氏体晶粒的长大,从而使晶粒得到细化,减小回火脆性。 钒:钒比铬和钼更容易形成碳化物,极少溶入铁的固溶体中。钒的碳化物使钢具有良好的热硬性,并可细化晶粒,提高钢的耐磨性。 硅:硅是对铁素体进行置换固溶强化非常有效的元素,仅次于磷,但同时在一定程度上降低钢的韧度和塑性。一般都将硅限制在钢脱氧需要的范围内。如果将Si 作为合金元素加入钢中,其量一般不小于0.4%。硅也为提高回火抗力的有效元素。Si 降低碳在铁素体中的扩散速度,使回火时析出的碳化物不易聚集,增加回火稳定性。另外,硅易使钢呈现带状组织,使钢的横向性能比纵向性能差,也使钢的脆性转折温度升高。Si 还具有促进钢的脱碳敏感性,但Si有利于高温抗氧化性的提高。 锰: 锰可以改变钢在凝固时所形成的氧化物的性质和形状。同时它与S有较大的亲合力,可以避免在晶界上形成低熔点的硫化物FeS,而以具有一定塑性的MnS 存在,从而消除硫的有害影响,改善钢的热加工性能。Mn 具有固溶强化作用,从而提高铁素体和奥氏体的强度和硬度,虽然其固溶强化效果不及碳、磷和硅,但其对钢的延展性几乎没有影响。在铁素体-珠光体型钢中Mn是唯一可使屈服强度增加又使冷脆转变温度变化最小的合金元素。 2.1.2 H13 钢的物理性能见表2~表5所示, 其密度为7.8g/cm3看,弹性模量E 为210000MPa。 2.1.3铸造H13 模具钢性能特点 由于铸造模具钢H13是一种多元素复合的中碳合金钢,含较多的合金元素Mo、V、Cr,使液态合金凝固温度下降,造成结晶温度范围增大,铸造性能较差,表2、表3 分别为H13 铸钢的流动性和收缩性。
试验表明,H13 钢的浇注温度控制在1 530~1 630℃ 为宜,其线收缩率与普通碳钢近似。采取电渣重熔工艺可减小凝固温度间隔,改善H13铸钢内在质量,可提高铸造模具的冲击韧性。 2.2、H13模具钢的热处理 将材料锻造后加工成金相、冲击、拉伸和断裂韧度试样。淬火加热在盐浴炉中进行,现拟定两种热处理方案。方案一为常规处理方法:退火800~850℃ ,1040℃淬火+600℃回火,回火两次,工艺曲线。方案二为细化处理:预热850~870℃,1150℃淬火/720℃℃+1050℃淬火+600℃回火,回火两次,工艺曲线 3、 H13 与3CrW8V 钢性能比较 从热挤压模的工作条件出发,Cr是提高钢淬透性的重要元素,同时能提高钢的回火稳定性。Cr 对热疲劳抗力的影响与钢中的W 含量有关,W 含量低于2% 的钢中,若Cr含量> 5%时,能明显提高热疲劳抗力,因此H13 钢与3Cr2W8V 相比,虽无W,但具有较高的热疲劳抗力Mo和V的含量对热硬性和热强性有较大的影响。Mo和V与C元素分别形成针状的M2C型碳化物和粒状MC型碳化物,回火时弥散析出,在高温时很难聚集长大,提高了回火稳定性。北鼎模具钢 以Mo代W,在获得相同热强性的条件下,具有较高的热疲劳抗力。但含量过高会使碳化物不均匀 而降低塑性。为保证650 以下工作温度的高硬度,V 含量需控制在1%左右。Mn、Si能固溶于基体中,提高基体的强度,并可提高淬透性及回火抗力,其含量可控制在0.5%~1.5%。
在改善H13钢的成分方面,目前国际上的趋势是向低Si高Mo方向发展。 对于Si 量降低的作用有: ⑴V形或∧形偏析减轻; ⑵宏观组织均匀化; ⑶微观凝固组织的树枝晶细化; ⑷减少凝固时凝固界面上的成分过冷; ⑸共晶碳化物的减少; ⑹奥氏体结晶细化; ⑺塑性和韧度提高; ⑻高温疲劳裂纹扩展速度减小; ⑼蠕变裂纹扩展速度减低; ⑽淬火冷却抑制贝氏体转变; ⑾抗热裂性提高,Si量降低带来的不足是切削性能降低。 对于高Mo的优点有: ⑴提高淬透性,抑制晶界碳化物的析出和贝氏体转变; ⑵提高回火抗力; ⑶提高高温强度和高温蠕变强度; ⑷提高抗热裂能力; ⑸提高韧度; ⑹共晶碳化物细化和碳化物分布均匀。 关于抑制贝氏体转变:对610mm×203mm×500mm的H13模块经3bar氮气气淬后 心部和表面的贝氏体量达70%和40%,而对低Si高Mo的SKD61钢相应仅有2%和1%。这对模具使用寿命提高十分有利。 4.2、H13 钢在表面改性方面的发展趋势 关于H13钢的表面改性问题, 主要归结为3大类:一是通过对H13表面进行渗层处理达到优化性能,统称为表面低温化学热处理;二是通过高能束表面处理来达到改善H13钢性能; 三是其它表面处理方法。