钙含量对H11模具钢冲击功的影响机理

冲击功是评价H11模具钢服役性能的重要特征之一。针对国内某钢厂生产的H11模具钢出现冲击功波动较大的现象,结合微观组织分析、夹杂物表征及对比分析和热力学理论计算,探究了导致H11具钢冲击功波动的主要原因和Ca对MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物的转变机理。研究结果表明,大尺寸的Ds类夹杂物是导致H11模具钢冲击功较低且波动较大的主要因素(试验钢室温无缺口冲击吸收功平均值由(327±3.4)J降低至(233±26.1)J),确定了钢中的Ca含量是导致D/Ds类夹杂物超标的主要原因。结合商业热力学软件FactSage 8.2计算结果可知,当试验钢中Ca质量分数较低(<0.0005%)时,H11模具钢中夹杂物以高熔点MgO·Al_(2)O_(3)类夹杂物为主,此类夹杂物不容易聚合长大;但当试验钢中Ca质量分数较高(0.0009%)时,由于Ca对MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物的改性作用导致钢中夹杂物以容易聚合长大的低熔点CaO-MgO-Al_(2)O_(3)类夹杂物为主,但是此类夹杂物很难从钢液中去除,导致了H11模具钢中Ds类夹杂物超标。同时发现,在冲击载荷作用下,大尺寸夹杂物(>10μm)会首先从基体中脱粘并引起微裂纹,微孔周围内应力的局部集中导致了裂纹萌生和裂纹扩展,进而降低了试验钢的冲击吸收功。最后,提出通过优化冶炼工艺过程降低Ca含量是解决H11模具钢中大尺寸夹杂物超标问题的主要攻关方向。

热处理工艺对H11热作模具钢力学性能的影响

通过优化设计热处理工艺,研究了不同回火工艺对H11热作模具钢力学性能的影响。试验结果表明:进行二次回火处理、适当增加回火时间并降低回火温度,可以析出更多细小、弥散分布的碳化物并充分释放淬火应力,从而可以显著提升H11热作模具钢的强度、硬度、塑性及韧性。优化后的600℃保温2.5 h两次回火工艺较传统的一次回火,材料的硬度提高12.1%;屈服强度和抗拉强度分别提高6.7%和14.1%;伸长率和断面收缩率分别提高65.2%和177.2%;断裂韧性提高48.2%;室温冲击韧性提高31.8%。根据拉伸断口形貌的分析,经优化回火工艺的试样断口有大量的韧窝及二次裂纹,断裂特征为典型的韧性断裂。

钼粉末合金与模具钢摩擦焊接组织特征分析

采用微观组织分析、硬度测试以及电子探针线分析等方法 ,对复合热顶头材料 TZM钼基粉末合金与 H1 1模具钢的摩擦焊接性进行了研究 ,探讨了焊接规范对接头组织、硬度以及扩散层厚度的影响。结果表明 ,这两种材料在摩擦焊接过程中存在着摩擦面向 H1 1模具钢侧转移的现象 ,这主要与两摩擦副在耐磨性和高温强度方面的差异有关 ;且摩擦焊接过程中的热力耦合作用有利于近缝区晶粒细化 ,以及 TZM粉末合金中孔隙的闭合 ;此外 ,采用强焊接规范可获得良好、无缺陷的摩擦焊接头。

圆截面管对流换热系数的实验研究

有冷却系统的冲压模具是冲压热成形中重要的部分。通过自制的测量设备对水流与H11模具钢之间的对流换热系数进行了实验研究。分析了流量、热流密度和管道直径对对流换热系数的影响。结果表明:对流换热系数与流量近似成正比关系,而与管径成反比关系;对流换热系数也和热流密度成正比关系。将实测结果、经验公式和数值仿真计算的值对比后,发现实测结果与经验公式及数值仿真的结果趋势一致。