H—13钢铸造性能的研究

Ｈ－１３钢是近十几年来应用较为广泛的热作模具钢。几何形状复杂的大、中型模具采用铸造方法制作具有显著的经济效益。可是，目前对Ｈ－１３钢的铸造性能缺乏足够的认识，这方面的研究工作也很少见到报道。为推广应用铸造方法生产Ｈ－１３钢热作模具毛坯，对Ｈ－１３钢的铸造性能作了较为系统的研究，并获得了一组有价值的Ｈ－１３钢铸造性能数据，为高质量的Ｈ－１３钢模具的铸造打下了基础。     

H13钢软化退火工艺的研究

为降低Ｈ１３钢的硬度，提高切削加工性能，测定了该用的临界点，进行了不同工艺的退火试验，为工厂合理制定Ｈ１３钢软化退人工艺提供了依据。     

深层渗碳对H13钢显微组织和硬度的影响北大核心CSCD

采用OM、TEM和XRD对深层渗碳处理后H13钢的显微组织进行观测,研究了深层渗碳对H13钢显微组织和硬度的影响。结果表明:渗碳后完全退火试样与渗碳后球化退火试样的渗碳层厚度均在3 mm以上,组织细密均匀,硬度提高30%~60%;渗碳后球化退火试样的晶粒更细小,基体上碳化物弥散分布并存在较多的亚结构,且表面硬度稍高于渗碳后完全退火试样。最佳深层渗碳处理工艺为1000℃下固体渗碳4 h,接着进行球化退火(840℃保温4 h,炉冷到740℃再保温4 h,炉冷到500℃后空冷到室温),然后进行1030℃淬火10 min,最后进行560℃回火2次,每次2 h。     

不同退火工艺对H13钢组织和力学性能的影响

用OM、SEM研究了亚温退火、等温退火、缓慢冷却退火3种工艺对H13钢组织和力学性能的影响。结果表明,亚温退火后碳化物粒度最小,缓慢冷却退火后碳化物粒度较大,退火硬度较低;等温退火及缓慢冷却退火对提高碳化物尺寸、分布均匀性有一定作用,同时碳化物均匀性的提高对提升H13钢退火态及淬、回火态冲击韧性有一定作用,但组织中夹杂物、一次碳化物制约着H13钢韧性的提高。     

扩散退火对H13钢显微组织和成分偏析的影响

采用OM、SEM等微观组织分析手段研究了H13钢铸态组织和扩散退火过程中显微组织和成分偏析的演变规律。结果表明,H13钢电渣锭的铸态组织为粗大马氏体+贝氏体+液析碳化物,枝晶间和晶界处分布着高熔点液析碳化物和大尺寸二次碳化物,存在严重的枝晶偏析和成分偏析。随着扩散退火温度的升高,组织中的碳化物逐渐回溶到基体中,枝晶内的碳化物溶解速度和元素扩散速度明显快于枝晶间和晶界处,会优先达到成分均匀性要求。在1240℃进行扩散退火时,枝晶间的大尺寸二次碳化物几乎全部回溶到基体中,晶界处的高熔点液析碳化物数量明显减少,仅残存少量未完全溶解的小颗粒液析碳化物。从节能和提高成材率方面考虑,建议H13钢较佳的扩散退火工艺为1240℃×10 h。     

大型H13钢模块锻件制备及组织评价

针对大型H13钢模块锻件制备过程及组织评价进行了研究分析。模块锻件采用VD方式冶炼电极坯料,然后经电渣重熔方式冶炼12t重钢锭,钢锭锻前加热温度为1230℃,经三镦三拔锻造成形,锻后热处理工艺为高温正火加球化退火。模块化学成分符合NADCA推荐规范中高级优质H13钢标准,退火后低倍组织均匀致密无缺陷,显微组织均匀性十分良好,无网状碳化物及带状组织,布氏硬度平均为172.9HBW,退火性能良好,淬火晶粒度达到8.5级,模块锻件组织评价结果均符合大型高品质H13钢锻件组织要求。     

H13钢退火态中的碳化物分析

H13热作模具钢在850℃保温2 h后,以25℃/h速度缓慢冷却至室温。用SEM观察合金组织经球化退火处理后的形态变化,用EDS、XRD、TEM和萃取分离方法对H13钢退火态中碳化物进行了定性和定量分析。结果表明,经850℃球化退火处理后,合金中原有的马氏体组织和珠光体组织基本转化成球状碳化物,主要碳化物类型有4种:MC、M6C、M7C3、M23C6,而且不同类型的碳化物所含的主要合金元素不同,MC中的主要合金元素为V,M7C3和M23C6中的主要合金元素为Cr,M6C中的主要合金元素为Mo和Cr。     

高温正火对H13钢锻后组织的影响

对H13热作模具钢高温正火+球化退火处理,研究了高温正火对H13钢锻后组织的影响。结果表明,高温正火能改善H13钢锻后组织,减少组织偏析和网状碳化物。在一定时间范围内,随正火保温时间的延长,组织改善越显著。H13钢锻后经Ms点以上空冷,再经高温正火,得到球化组织更均匀弥散,球化效果更好。     

H13钢压铸模具真空高压气淬变形控制的探讨

分析了真空淬火件发生变形的原因,探讨了真空高压气淬时H13钢压铸模淬火变形的控制方法,在实际生产应用中取得了良好的效果和经济效益。     

Contraction of Investment Cast H13 Tool Steel Real Time Measurement

This paper presents the results of an investigation into the dimensional changes and variability of investment cast H13 tool steel. An experimental apparatus has been developed to measure the dimensional changes during the casting process. Investigating the dynamics of mould expansion and alloy contraction during investment casting, it has been possible to determine in greater detail the contributions of the cast alloy and the mould to the final contraction of unconstrained castings. Contraction and dimensional variability of the final cast product is defined and experimental estimations of the contributions of each stage of investment casting are made. A technique for combining the variability of sequential stages is discussed. The measured contraction appears to be non-uniform and dependent on the position along the casting.     

Study on Microstructure and Property of H13 Die Steel with Nitrogen

Composition segregation and microstructure nonuniform of H13 steel have been obviously improved though adding nitrogen element. The microstructure and property of H13 steel with nitrogen contents of 0.021% and 0.085% are studied under various quenching and tempering states. Dual quenching that is quenching between 1000-1010 ℃ twice is employed in order to increase the tensile strength and hardness of coupons. The temperature and time are explored for improving the toughness under optimal quenching treatment...     

H13钢的马氏体/贝氏体组织与性能

利用ET2G型红外测温仪测定了试样的冷却曲线，并利用光学显微镜、扫描电镜以及力学性能试验设备对不同形态的H13钢贝氏体组织和力学性能进行了研究。结果表明，在等温条件下，随等温时间的延长、贝氏体含量增加，低温等温时的增加量远大于高温等温时的增加量；马氏体与马氏体有一最佳比例，此时复相组织的力学性能最好。     

模具钢H13复合热处理的表层组织分析

H13(4Cr5MoSiV1)钢作为一种热作模具钢,由于热强性及综合力学性能优于3Cr2W8V钢,已在我国广泛应用。它的常规热处理工艺是:淬火加两次高温回火,为提高表面硬度,有时结合最终回火进行氮碳共渗处理,表面硬度虽可达1000HV01,耐磨性和使用寿命仍较低。为了提高H13钢模具的耐磨性和使用寿命,我们对该钢进行了复合热处理实验。首先在预热期进行880℃×2h的无毒液体碳氮共渗[1～3]。然后放入980℃的氯基熔盐被覆炉中被覆TiC[2],经不同的时间保温后,取出淬油。处理后的试样进行表层显微组织检测,硬度结果较为理想。     

H13模具钢离子渗氮层的组织与性能

利用10kW的等离子体气相沉积炉对H13钢进行了离子渗氮处理，研究了不同温度及时间对渗氮层组织及性能的影响。结果表明，采用合适的处理温度和时间，可以得到最佳的渗氮层化合物相组成及表面硬度，在保证一定的渗氮层深度条件下，H13钢的耐磨性能明显提高。     

RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗H13钢的显微组织与耐腐蚀性能

分别采用RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗技术和淬火+回火热处理方法制备了2种H13钢试样。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪观察经RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗处理后H13钢的显微组织结构。采用动电位极化曲线、阻抗谱等方法研究了RE-N-C-V-Nb盐浴多元共渗与淬火+回火2种方法处理后H13钢的耐腐蚀性能。结果表明:多元共渗的渗层由细小均匀、致密性好且呈弥散性分布的氮碳化合物组成;在3.0%的NaCl溶液中,其自腐蚀电位和极化电阻分别为-0.946V和1 574Ω·cm2,高于淬火+回火钢的相应值;自腐蚀电流密度和腐蚀速率分别为1.017mA/cm2和0.119 68mm/a,低于淬火+回火的相应值;其腐蚀特征以点蚀和均匀腐蚀出现,而淬火+回火钢以点腐蚀和晶间腐蚀出现。这表明H13钢经过RE-NC-V-Nb盐浴多元共渗处理后具有较高的耐腐蚀性能。     

成形工艺对H13钢组织和力学性能的影响

对H13钢电渣锭以锻造和轧制两种成形工艺制成圆棒,研究了成形工艺对材料组织和力学性能特别是对碳化物数量和分布的影响。结果表明,与轧制的圆棒相比,锻造的H13钢圆棒组织较为均匀,碳化物偏聚程度较轻,力学性能的方向性差异较小。     

H13模具钢激光熔凝层的组织及性能

对H13模具钢激光表面熔凝层的组织结构和硬度、磨损性能、电化学腐蚀性能进行了分析研究，结果表明：H13钢经激光熔凝处理后可在表面获得平滑、均匀致密、无裂纹的硬化改性层，显著提高了材料的抗磨损和腐蚀性能，从而提高了模具的潜在使用寿命。     

热处理工艺对H13钢组织与性能的影响

通过硬度和金相分析,研究了热处理工艺对模具材料H13钢(4Cr5MoSiV1)的组织与力学性能的影响,并分析了热处理后的试样缺陷。结果表明,H13钢经1050℃×200s (560￣600)℃×2h回火,可使其硬度达到较佳的使用范围(48￣52HRC);采用同样的回火工艺进行二次回火后,其组织更加稳定和均匀,且硬度适中。