H13模具钢电渣锭中夹杂物的类型以及分布规律分析

使用2t电渣重熔炉进行H13模具钢的制备。结合热力学计算、实验观察与统计分析,系统地研究了熔速为0.12kg/s条件下H13模具钢在电渣锭中的夹杂物类型、尺寸、形貌以及分布规律。结果表明,H13模具钢中主要的夹杂物类型为MgO·Al_(2)O_(3)和球形的CaO·MgO·Al_(2)O_(3)。在电渣重熔过程中,MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物会演变为MgO·Al_(2)O_(3)+CaO·Al_(2)O_(3)混合类型夹杂物或者CaO·MgO·Al_(2)O_(3)类夹杂物。同时,会有少量的S以各类夹杂物为形核质点进行析出,析出的成分主要为CaS,生成CaS包裹的CaO·MgO·Al_(2)O_(3)类夹杂物。在电渣锭中夹杂物尺寸主要以<5μm为主,5~<10μm的夹杂物较少,≥10μm的夹杂物仅有少量存在。这与电极中夹杂物的分布类似,但总体的夹杂物数量有所减少。径向分布呈现先增加再减少的趋势,在二分之一半径附近出现夹杂物的富集。

H13钢电渣锭热变形本构模型的研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机对H13钢电渣锭进行热压缩变形试验,研究了在900~1 150℃和不同应变速率条件下的真应力-应变关系。结果发现,变形温度对H13钢电渣锭热变形的流变应力有明显的影响,即流变应力随变形温度的升高而降低,但变形速度对其影响较小。根据最小二乘法原理,对H13钢电渣锭在不同温度和不同应变速率条件下的应力-应变关系进行了多元线性回归分析,建立了H13钢电渣锭的热变形本构模型。

感应电渣离心浇铸生产H13钢斜轧辊毛坯的质量分析

感应电渣离心浇铸H13钢斜轧辊毛坯中夹杂物分布均匀 ,最大直径不大于 7μm ,大部分小于2 μm。铸件毛坯的二次枝晶间距仅为 40 0 μm ,晶粒度为 9～ 10级。结果表明 ,感应电渣离心浇铸H13钢毛坯制造的斜轧辊 。

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。

填充比和熔速对H13钢电渣质量的影响

研究了填充比与熔速对H13热作模具钢电渣质量的影响。通过试验证明了适当提高填充比与增大熔速有利于减轻H13钢中的显微偏析,从而提高横向冲击韧性。

氩气氛保护电渣重熔深脱氧实验研究

采用3000 kg级氩气氛保护电渣炉分别对H13钢(w[O]=45×10-6)进行气氛保护重熔和气氛保护加金属铝重熔.实验结果表明,不加金属铝的情况下,重熔钢中氧含量(质量分数)可降至18×10-6;加铝后重熔钢中氧含量可降至10×10-6;钢中各粒度级非金属夹杂物的数量随钢中氧含量的减少而减少,而重熔过程能够有效去除钢中大尺寸(>15μm)非金属夹杂物;不加金属铝重熔的钢中氧化物夹杂主要成分为SiO2-Al2O3,与原电极中氧化物夹杂相似,加金属铝重熔的钢中氧化物夹杂主要成分为Al2O3;最后对重熔前后钢中氧化物夹杂的变化进行了热力学分析.

铝合金压铸模失效分析与强化处理

本文就提高电风扇、电视机、洗衣机、电热锅等五金、铝合金压铸模使用寿命,进行了失效分析,试验表明,选用4Cr5MoSiV(H13)电渣钢进行强化处理,充分发挥特种铸造工艺优越性,与原3Cr2W8V电炉钢制该模常规处理工艺比,消除了早中期失效,寿命提高4～5倍。

五金铝合金压铸模失效分析选材与强化处理研究

本文就提高电风扇、电视机、洗衣机、电热锅等五金铝合金压铸模使用寿命，进行了失效分析，试验表明，选用4Cr5MoSivi（H13）电渣钢进行强化处理，充分发挥特种铸造工艺优越性，与原3Cr2W8V电炉制该模常规处理工艺比，消除了早中期失效，寿命提高3～4倍，被誉为寿星模。

H13电渣钢与电炉钢的组织和力学性能

对比研究了H13电炉钢与电渣钢的组织与性能。结果表明,由于冶炼方式不同,与电渣钢相比,电炉钢致密性、纯净度较低,退火态带状偏析严重。链状液析碳化物严重影响其横向冲击性能,在断口上表现为横向条纹。二者硬度相差不大。

电渣重熔H13钢中一次碳化物形成机制

H13热作模具钢在电渣重熔过程中会在凝固末端形成粗大的碳化物及氮化物,由于生成温度高,热稳定性好,会保留到最终热处理状态,对钢材的性能产生严重影响。应用偏析模型计算并说明了凝固过程生成粗大的共晶碳化物和氮化物的可能,当固相率达到0.82时由残余液相生成TiN,随着温度进一步下降在接近凝固终点时生成VC0.88,由于碳化物中固溶了其他合金元素,认为生成的VC0.88的活度不为1,试验检测的碳化物合金元素含量与理论假设基本吻合。对粗大的碳氮化物的特点及细化减少碳化物进行简单讨论。

稀土渣系电渣重熔H13钢铸锭的成分、组织及夹杂物特征

稀土(RE)微合金化是开发高品质模具钢的重要手段之一。采用稀土渣系结合电渣重熔实现H13钢铸锭的稀土添加,重点对比研究了稀土氧化铝渣系和氧化铝渣系所制备H13钢铸锭的成分、组织及夹杂物特征,揭示了稀土氧化铝渣系对于H13钢铸态组织的稀土改性作用及机制。结果表明,采用稀土氧化铝渣系或稀土氧化钙渣系均可制备稀土质量分数约0.01%的H13钢铸锭,并分别将S质量分数从电极(原料)的0.01%降低至铸锭的0.005%和0.002%。稀土氧化铝渣系的H13钢铸锭中晶界处有稀土La富集,晶内分布尺寸1~2μm的近球形稀土硫氧化物La_(2)O_(2)S(与基体具有4.7%的较低界面错配度)。相比氧化铝渣系,稀土氧化铝渣系将H13钢铸态组织的二次枝晶平均尺寸从109.6μm减少到84.9μm,液析碳化物和夹杂物平均尺寸从5.1μm减少到3.1μm,从而改善稀土H13钢铸态组织的均匀性。

国内外电渣重熔H13钢中夹杂物的对比

为了找出国产电渣重熔H13钢在夹杂物控制方面存在的不足,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和夹杂物自动分析系统(INCA Steel)对国内外不同产地的电渣重熔H13钢进行对比研究,重点分析了国内外H13钢在杂质元素和夹杂物控制水平上的差距。结果表明,在试验样品中,国产H13钢中硫和TO的质量分数均高于国外,其中硫质量分数高0.001 2%～0.002 0%,TO质量分数高0.000 6%～0.000 8%。所有试样中主要夹杂物均为Al_2O_3、MgO·Al_2O_3、CaO·Al_2O_3和CaO·MgO·Al_2O_3。国产H13钢与国外相比,尺寸大于5μm的夹杂物数量较多,小于2μm的夹杂物数量较少,夹杂物尺寸波动范围总体更大;国外H13钢夹杂物成分波动范围较窄,尺寸均匀,夹杂物形状接近球形的比例高。