La处理对H13热作模具钢中夹杂物的影响

采用真空感应炉熔炼H13模具钢,在氩气保护下加入稀土镧处理钢液并浇铸成钢锭,研究了La处理对H13钢中夹杂物转变的影响。结果表明,La对H13钢中夹杂物具有很好的改性效果,随La含量的提高,夹杂物的数量呈上升趋势,夹杂物的平均尺寸先减小后增大。不添加稀土时,H13钢中夹杂物主要为Al_(2)O_(3)和MnS;当H13钢中w[La]为0.016%时,钢中夹杂物以La_(2)O_(2)S为主;当w[La]为0.045%和0.073%时,钢中夹杂物主要为LaP和La_(2)O_(2)S。热力学计算表明,在1600℃下钢液中,La处理后夹杂物的转变过程为Al_(2)O_(3)→LaAlO_(3)→La_(2)O_(2)S。在凝固过程中,钢液中首先析出La_(2)S_(3),当温度继续降低,LaP开始在La_(2)S_(3)和La_(2)O_(2)S表面析出,最终形成复合夹杂物La_(2)O_(2)S-LaP和La_(2)S_(3)-LaP。

H13热作模具钢热处理工艺研究

采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验等设备研究了不同淬火温度和回火温度对H13热作模具钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:通过进行二次回火处理,并适当降低回火温度,可以有效地析出更多细小、弥散分布的碳化物,并充分释放淬火应力。H13热作模具钢的硬度和强韧性得到了显著提升。在淬火温度为1 000℃、回火温度为520℃进行二次回火时的力学性能较好,回火马氏体尺寸较小,组织分布更均匀。此条件下的硬度为487 HV,抗拉强度可达到1 779 MPa,伸长率为11.5%。通过拉伸断口形貌的分析可看出,经过回火工艺处理后的样品断口呈现出大量的韧窝,其断裂特征表现为典型的韧性断裂。此外,还对H13钢在520~600℃回火过程中的软化行为进行了动力学建模。

压铸用H13热作模具钢热处理工艺研究

为预防模具早期失效、提高模具使用寿命,以H13钢为对象,通过试验,对该热作模具钢的淬火、回火工艺及二次硬化进行了系统研究,并对其强度、塑性、硬度及冲击性能进行了检测及分析。研究结果表明,优质H13钢二次硬化温度比常用H13钢高50～70℃;经1100℃淬火、600℃二次回火后,试样表现为较优的强韧性配合和综合使用性能,其伸长率达8.10%,屈服强度达1335MPa、抗拉强度达1534MPa。

稀土元素在H13热作模具钢表面强化中的应用综述

综述了稀土元素在H13热作模具钢表面强化中的应用,重点探讨了在扩散渗入、离子注入及气相沉积等三种表面强化技术中的强化效果和作用机理。扩散渗入中,稀土元素主要起到催渗和微合金化的作用;离子注入中,添加稀土元素能形成致密的氧化物,可提高模具的抗高温氧化能力;气相沉积中,稀土元素的加入增强涂层的膜-基结合强度。结果表明,稀土元素的加入均能显著提高模具的使用寿命。

表面脱碳层对H13钢热疲劳性能的影响

主要研究了在自约束条件下,表面脱碳层对H13钢热疲劳性能的影响。结果显示,含脱碳层试样表面开裂严重,表层硬度急剧下降,热疲劳损伤因子大大高于半脱碳和无脱碳的试样。说明脱碳造成材料表层含碳量减少,强度降低,使热疲劳时产生的交变热应力超过材料的屈服强度,引起往复塑性变形,逐渐造成损伤累积,从而导致钢的热疲劳强度下降。

转炉连铸生产热作模具钢H13的工艺实践

介绍了鞍钢开发的热作模具钢H13的工艺流程,包括采用转炉双联冶炼、大罐合金烘烤、LF高碱度精炼渣、连铸弱二冷水控制等工艺措施。实践表明,H13钢转炉连铸连轧生产工艺可行,其成分、纯净度和低倍组织均达到了用户及NADCA#207-2003标准要求。

H13铝型材挤压模具早期开裂失效分析

根据铝型材挤压模具早期开裂失效形式 ,对模具进行了强度校核 ,并通过化学成分、显微组织及断口分析等试验方法 ,对模具材料进行分析 ,探讨了模具早期失效的原因 ,并提出了改进建议。

含铌H13钢热疲劳过程中的显微结构变化

对添加微量铌与不含铌的 4Cr5MoSiV1钢(即H13钢)热疲劳性能进行了测试。结果表明,添加微量铌提高了 4Cr5MoSiV1钢的热疲劳抗力。在热疲劳循环过程中,富铬碳化物M23C6 粒子明显粗化。添加微量铌的4Cr5MoSiV1钢由于富铬碳化物的粗化受到抑止,且位错密度下降较慢,使得热疲劳裂纹的扩展相对缓慢,因而材料的热疲劳抗力提高。

淬火温度对H13钢性能的影响

H13钢常规淬火温度为1050℃，提高淬火温度到1100℃时，可使H13钢的σb、σ0.2（室温、500℃）及热疲劳性能提高，有利于延长H13钢热作模具的使用寿命。

H13模具钢的应用及发展

介绍了H13钢的化学成分及特性。详尽论述了H13钢应用于热锻模、热挤压模和有色金属压铸模的现况。阐述了H13钢常规的淬火回火热处理工艺制度。从表面低温化学热处理、高能束表面处理和复合处理三个方面及微舍金化方面叙述了H13钢的最新研究动态。

H13钢热锻模具早期失效的原因

某厂生产的一批H13钢制热锻模具发生早期开裂,采用宏观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察、冲击试验等方法对其早期失效原因进行了分析。结果表明:该模具开裂的主要原因为高温回火脆性,即热处理工艺的不合理导致晶界弱化,使模具的冲击韧性大幅降低,抵抗裂纹扩展的能力下降,最终发生整体脆断;建议通过提高冶金质量、添加钼、钨等合金元素、优化热处理工艺等方法来消除或减少杂质元素在晶界的偏聚,以防止此类失效再次发生。

LF精炼炉渣成分对H13钢中夹杂物的影响

对早期失效的H13钢材进行了金相分析。结果表明:H13钢中大尺寸夹杂物数量多,夹杂物评级达不到要求,影响了H13钢材的使用性能。采用优化精炼炉渣成分的方法来控制钢中夹杂物数量和尺寸。使用优化的精炼炉渣后,在真空处理结束时测得钢液中T[S]、T[O]含量分别为5×10-4%和1.29×10-3%;夹杂物级别明显降低,钢中大尺寸夹杂物的数量和尺寸都有显著下降,大大提高了钢材的冶金性能。

H13钢CCT曲线的测定与分析

利用DIL805A型淬火变形膨胀仪对H13钢进行连续冷却转变试验。利用膨胀法结合金相-硬度法绘制H13钢的连续冷却转变（CCT）曲线。研究了冷速对试样组织和硬度的影响。比较分析980、1030℃两种奥氏体化温度所测CCT曲线的异同。结果表明：马氏体转变的临界冷速为1℃/s。随奥氏体化温度降低,Ms点升高,贝氏体转变区域减小,珠光体转变区域增大且向左偏移;随冷却速度增大和奥氏体化温度升高,试验钢硬度增大。

H13热作模具钢预变形均匀化工艺研究

利用DIL805A/D变形热膨胀相变仪对ϕ5 mm×10 mm的H13铸锭试样进行0~25%的预变形,然后进行1200℃×30 min的均匀化处理,研究了均匀化过程中不同预变形试样的微观组织演变。结果显示,与未变形试样相比,预变形处理后试样的枝晶密度与基体硬度均减小。随着预变形量的增加,均匀化处理后的枝晶密度和硬度值逐渐增加,10%变形量试样的枝晶偏析几乎完全消除,基体硬度值最小且分布均匀,未变形试样与预变形量为15%、20%和25%的试样中Mo的枝晶偏析比分别为2.90、2.23、2.43和3.56。

H13钢的应用现状

介绍了H13钢广泛应用于热锻模、热挤压模和有色金属压铸模及其相对其它热作模具钢的优势。指出了H13钢成份低Si高Mo的发展趋势。并叙述了目前H13钢的表面改性方法,主要有表面低温化学热处理、高能束表面处理和表面涂敷硬膜的方法。

Mg对热作模具钢H13组织和力学性能的影响

试验钢的生产流程为2t中频感应炉-200kg电渣重熔（中180mm）-退火-镦粗至中325mm-球化退火-1050℃淬火．590℃回火，炉冷。试验研究了0—0．0010％Mg对热作模具钢H13（／％：0．40—0．41C、0．98～1．01Si、0．29Mn、4．95—5．08Cr、1．21—1．22Mo、0．91—0．93V、0．023—0．027P、0．006—0．007S）组织和力学性能的影响。结果表明，随钢中Mg含量由0提高至0．0010％时，试验模具钢H13的平均抗拉强度和HRC硬度值分别从1617．6MPa和45．7提高至1702．9MPa和47．8；Mg可以增加钢中回火马氏体的稳定性，高温回火后含Mg模具钢H13的组织中出现大量回火屈氏体，而且部分碳化物在Mg·AI夹杂物周围析出，成球形，尺寸小于10μm，有利于改善钢的性能。

新型精铸热锻模具钢与H13钢高温磨损性能的对比研究

研究了新型精铸热锻模具钢的高温磨损性能,并与H13钢进行对比探讨高温磨损机理.结果表明:新型精铸热锻模具钢具有高的高温磨损性能,磨损率显著低于H13钢,仅为H13钢的1/3～1/5.高温磨损机理为氧化物疲劳剥落磨损,精铸热锻模具钢磨损磨屑为厚大块状,而H13钢磨损磨屑以条状为主.

H13热作模具钢激光表面处理后的耐磨性能分析

借助激光对H13热作模具钢进行非光滑处理,在模具钢表面形成了形态各异、间距不等的非光滑单元体,探究了单元体的形态及间距与热作模具钢耐磨性能之间的相关性。结果显示,网状非光滑试样具有最优的耐磨性能;随着单元体分布间距的缩小,试样耐磨性能随之上升。

H13钢经不同表面处理后的静态抗铝热熔损性能比较

将经过蒸汽氧化、离子渗氮和渗硼等不同表面处理的H13钢试样浸入铝液进行静态熔损试验 ,探索并建立了一套熔损评定方法—即用试样质量损失的方法评定熔损情况。对铁铝界面进行了显微观察和能谱分析。结果表明 ,在相同试验条件下熔损后 ,铁铝界面组织颜色自深至浅依次为 :深色的H13钢基体、深灰色致密金属间化合物层、浅灰色致密金属间化合物层、含游离金属间化合物的铝层以及附着的铝。离子渗氮试样和渗硼试样的热熔质量损失要比氧化试样更少 ,显示了更好的热熔损抗力。

H13热作模具钢的真空热处理

介绍了H13热作模具钢选用真空退火、真空油淬、真空气淬、真空回火的工艺特点,推荐了一些方法和技术参数以及适用炉型。