H13热作模具钢的变质处理与性能研究

在H13热作模具钢中添加了不同含量的稀土Ce,研究了Ce含量对模具钢室温力学性能、耐磨性能和冲击性能的影响,并对冲击断口形貌进行了观察。结果表明,稀土Ce有助于提高H13模具钢的洛氏硬度、室温拉伸性能、耐磨性能和冲击韧性;随着Ce含量的增加,H13模具钢的洛氏硬度、室温拉伸性能、耐磨性能和冲击韧性呈现先增加而后减小的特征,在Ce含量为0.34%时取得最大值。     

H13热作模具钢的工艺设计与组织性能研究

对H13热作模具钢进行了锻后退火、缓冷退火、等温退火和固溶预热处理,并对比分析了不同预热处理对淬回火后H13模具钢显微组织、硬度和冲击性能的影响。结果表明,采用固溶+退火相结合的方法可以细化H13模具钢的显微组织,使得碳化物分布更加均匀且尺寸更加细小;预热处理+淬回火态H13模具钢的金相组织为回火马氏体+碳化物;固溶+缓冷退火态H13模具钢的布氏硬度和洛氏硬度最高,而等温退火态H13模具钢的布氏硬度最低;经过固溶+缓冷退火+淬回火工艺处理的H13模具钢具有最高的横向和纵向0℃冲击功,可作为最佳热处理工艺。     

H13钢压铸模具开裂分析

H13热作模具在使用过程中发生提前失效,在其工作面发现裂纹。利用金相显微镜(OM)、洛氏硬度计（RHT）、扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS),分析对比试样的金相组织、基体硬度、微区元素分布情况等。结果表明:H13热作模具钢由于疲劳断裂导致失效,断裂原因为基体组织不均匀、非金属夹杂物与有害杂质元素较多。提高钢的冶金质量、改善热处理工艺、严格控制非金属夹杂物与有害元素含量,可保证模具钢拥有良好的疲劳强度和较长的使用寿命。     

模具行业专利技术介绍(一)

专利名称:一种通过加氮改进H13模具钢性能的方法专利申请号:CN200910237524.1公开号:CN101709423A申请日:2009.11.17公开日:2010.05.19申请人:北京科技大学一种通过加氮改进H13模具钢性能的方法,属于金属材料领域。本发明是对传统H13钢的化学成分进行改进,通过加入固溶氮元素提高模具钢的强度、硬度和耐磨性,并且不降低韧性。     

国内外不同H13钢冶金质量及性能对比分析

针对国产H13钢使用性能明显低于国外同类优质钢的现状,利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法研究了国内外5种H13模具钢的成分、力学性能、非金属夹杂物和显微组织。利用Thermal-calc软件,计算了试验钢中温度与析出相之间的关系。结果表明:国产H13钢中的S、N和O元素含量远高于国外钢种,钢中氧化物、硫化物以及Ti N类夹杂物的数量多、尺寸大且析出温度更高。国产钢中出现的VC-CrC类大块状夹杂物和一次共晶碳化物是导致钢材性能下降的主要原因。得出了降低国产H13钢中的N及O元素含量,同时加强电渣重熔和高温均匀化处理和锻造工艺优化的研究,成为改善国产H13钢性能的主要途径。     

热作模具钢H13Nb锻造模块组织和性能研究

对H13加入微量合金元素Nb热作模具钢锻造模块的显微组织和机械性能进行了研究,结果表明:采用EAF+LF+VD+ESR工艺可以生产出高纯净度的H13Nb钢。不淬回火处理及淬回火处理后的H13Nb钢都拥有优良的横向冲击及拉伸性能,同时显微组织均匀,与相同工艺生产的H13钢相比较冲击韧性有所提高,显微组织差别不大。     

稀土H13模具钢横向冲击性能影响因素分析

为探究稀土H13模具钢锻件横向冲击性能偏低的影响因素,对钢材锻件冒口端试片分别进行低倍组织分析、显微组织分析、SEM以及EDS分析。结果表明,添加稀土的H13模具钢的低倍组织和显微组织(包括带状组织、非金属夹杂物和网状碳化物)都能满足不同标准中的技术要求,钢材的纯净度相对较高;单向拔长后,沿着主变形方向晶界处析出一定数量的链状或网状碳化物,枝晶间存在的大尺寸液析碳化物和基体组织中存在的未锻透枝晶组织是影响稀土H13模具钢横向冲击性能的主要因素。     

稀土元素Gd和Sc对H13模具钢热疲劳性能的影响

研究了稀土元素Gd和Sc对H13模具钢热疲劳性能的影响。结果表明,在H13模具钢中添加稀土元素Gd或Sc,尤其是复合添加Gd和Sc有利于促进H13模具钢中碳化物的弥散分布、细化组织,提高H13模具钢的热疲劳性能。与未添加稀土元素的H13模具钢相比,复合添加0.25%Gd和0.25%Sc可使其热疲劳级别从13级降为4级,热疲劳性能得到显著改善。     

稀土钇对H13钢组织与性能的影响

研究了不同稀土Y含量对H13模具钢组织和性能的影响。实验室采用电渣重熔冶炼获得了稀土Y的质量分数分别为0.0008%、0.0060%和0.0120%的H13钢电渣锭。利用OM、SEM、TEM和热力学计算等方法研究稀土Y对组织的影响;利用冲击试验机和显微硬度计探究了稀土Y对性能的影响。结果表明,稀土Y使H13钢中的隐晶马氏体的形貌变成狗骨状,随着稀土Y含量的增加,隐晶马氏体呈局部细小和弥散分布趋势;H13钢中凝固终点处残留液相中元素的浓度达到高碳高合金钢的浓度,导致液析碳化物生成。稀土Y的质量分数为0.0120%时,钢中C元素的偏析度由1.292降低至0.529,合金元素Cr、Mo、V的偏析度也均有降低;钢中5μm以上的碳化物占比最低,碳化物的平均尺寸为3.13μm;钢热处理后的横向冲击吸收能量为19.5 J,退火和回火后的维氏硬度分别为244.4和525.5 HV0.5。     

激光冲击对热作模具钢残余应力场的影响规律研究

研究了激光脉冲能量、激光光斑直径等工艺参数对激光冲击H13热作模具钢表面及深度方向的残余应力大小和分布的影响,系统研究了激光冲击对H13热作模具钢的表面强化机理。结果表明,随激光脉冲能量和光斑直径的增加,沿X轴方向的表面残余压应力增加,但增加幅值逐渐减小,最大残余压应力可达700 MPa;深度方向的残余压应力也会增加,增幅也是逐渐变小。研究发现,激光冲击H13热作模具钢对沿X轴方向表面残余应力的影响范围与激光脉冲能量和激光光斑尺寸等参数无关。数值分析结果和实际结果吻合度很好,为H13热作模具钢性能的提高和改善提供了新方法。     

电渣重熔H13型模具钢组织及力学性能研究

以国内某公司自主生产的H13型(H13A、H13R、JB11U、JB13U)热作模具钢作为试验材料,采用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜等方法,研究了不同H13型模具钢锻后退火态、淬回火态的显微组织、晶粒度及淬回火后的力学性能。结果表明:H13型模具钢中,H13A钢晶粒最细,达到9.5级,淬回火态硬度最高,为50.0 HRC,纵向冲击功最高,Ak达到47.4 J;JB11U钢具有较好的组织均匀性,横向、纵向冲击功Ak均达到43 J以上,冲击功纵横比达到了0.99,显示出良好的等向性;H13A、H13R、JB13U钢退火态、淬回火态组织出现了带状偏析和一次共晶碳化物,这是导致其性能下降的主要原因。     

4Cr5MoSiV1模具钢

正4Cr5MoSiV1是热作模具钢,在碳工钢的基础上加入合金元素形成的合工钢种。合工钢包括:量具刃具用钢、耐冲击工具用钢、冷作模具钢、热作模具钢、无磁模具钢、塑料模具钢。系引进美国的H13空淬硬化热作模具钢。性能和用途与4Cr5MoSiV钢基本相同,但因其钒含量高一些,故中温600℃性能比4Cr5MoSiV钢要     

稀土对Ni9铸钢晶界裂纹倾向的影响SCIEI

Ni9铸钢晶界裂纹的形成主要与晶界偏聚杂质元素H,S,P有关;添加稀土后,消除了杂质元素H,S,P在晶界的偏聚,加强了晶界结合力,使晶界裂纹倾向明显降低。     

Mo-W-Co系高热强性热锻模具钢的组织与性能

研究了合金元素和热处理工艺对H13钢和两种新型Mo-W-Co系热作模具钢(A1、A2)的组织及性能的影响。试验结果表明:Mo、W、Co元素的加入使试验钢的最佳淬火温度提高至1050℃,回火二次硬化峰温度仍为510℃;含有更高合金含量的A2试验钢的淬火峰值硬度和回火二次硬化峰值硬度分别达到64.0 HRC和61.5 HRC,高出H13钢5.5 HRC和6.2 HRC。回火时Mo-W-Co系热作模具钢更早析出含W、Mo以及V的碳化物,并在620℃回火后与H13钢600℃回火后的硬度相近,抗拉强度和屈服强度更高。此外,Mo-W-Co系热作模具钢A1、A2的热稳定性优于H13钢,适用制作于高温高应力工况下的专用热锻模具。     

消除H13模具钢网状碳化物的热处理工艺研究

分析了H13模具钢退火组织中网状碳化物的形成机理,阐述了网状碳化物对模具钢性能的影响,发现锻后通过高温加热及快速冷却的方式能够有效避免网状碳化物的析出,同时还能够显著提高冲击性能。     

H13（4Cr5MoVISi）凸台模块的锻造

H13钢号是美国钢号,我国称作4Cr5MoV1Si。H13钢属合金元素含量较高的过共析钢,是目前国内外广泛使用的热作模具钢,主要用于铝合金的热挤压模、压铸模、热锻模及塑料模。H13钢是一种强韧兼备、质优价廉的模具钢种,具有较高的淬透性,良好的红硬性、较高的韧性和抗热疲劳性能。H13钢真空淬火、回火热处理后,力学性能抗拉...     

高强韧性热作模具钢SDH2的研究

在高温、高压强条件TH13钢通常出现早期失效，而传统的3Cr2W8V钢却表现出韧性不足，为此通过降低Cr含量、提高Mo和V含量，添加W元素来改善热作模具钢的综合性能，设计出了SDH2钢。室温和高温冲击韧度试验、回火稳定性试验和热疲劳试验表明，1100℃淬火＋600℃回火的SDH2钢室温下冲击值大于300J；回火温度从560℃升高到625℃保温18h，SDH2钢的硬度值依然大于46HRC；另外，SDH2钢具有比H13钢更优良的抗热疲劳性能。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究。结果表明:低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究.结果表明：低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善.     

大尺寸工具钢在真空炉中的淬火硬性

A2、S7、H13和O1钢的大型试块在三台冷却性能各不相同的真空炉的惰性气体中淬火。结果表明在标准的真空炉中能使大多数牌号的工具钢大尺寸零件完全淬硬。近年来,Solar Atmosphere公司(Vacuum Furnace Systems的商业热处理子公司)进行了一系列的试验以测定大尺寸的工具钢在真空炉的惰性气体中的淬硬性。分别对A2冷作模具钢、S7铬-钼热作模具钢、H13铬一钼一钒热作模具钢和O1油淬工具钢的大型试块进行了淬火试验。试验用的三台真空炉冷却性能各不相同。试验结果表