Study on Heterogeneous Nuclei in Cast H13 Steel Modified by Rare Earth

The dendrite segregation in cast H13 steel was weakened with RE modification treatment. Grain boundary carbide during quenching was also under control and impact toughness was improved greatly. By thermodynamic calculation, analysis of two-dimensional lattice misfitting and electron probe analysis, it is found that Ce2O3 may act as the heterogeneous nuclei of modified cast H13 steel.

RE对铸造H13钢凝固组织及冲击韧性的影响

研究了 RE变质剂对铸态 H1 3钢凝固组织和冲击韧性的影响。结果表明 ,变质处理使铸态 H1 3钢的合金元素偏析现象明显减弱 ,白亮带 (碳及合金元素高浓度区 )由网状分布转变为少量孤岛状分布。与未变质H1 3钢相比 ,经过淬火、回火处理后的变质 H1 3钢中无晶界碳化物析出 ,冲击韧性大幅度提高。

变质CH13钢中Ce_2O_3异质核心作用的研究

采用变质处理大大减弱了CH13钢枝晶组织的元素偏析 ,使未变质CH13钢中的晶界碳化物得以消除 ,CH13钢的冲击韧性大大提高。通过热力学计算及二维点阵错配度计算 ,并采用电子探针定量分析等手段 ,证实Ce2 O3型稀土夹杂物可作为CH13钢中初生奥氏体的异质核心 ,细化枝晶组织 。

H13钢压铸模具的失效分析

利用光学显微镜、扫描电镜、硬度仪、冲击试验机等对铝合金成形用H13钢压铸模具的早期失效原因进行了分析。结果表明:该模具的失效形式为整体脆断,其主要原因是模具钢中存在较为严重的带状偏析、非金属夹杂物、液析碳化物等组织缺陷,同时热处理工艺也不合理;非金属夹杂物和液析碳化物周围在热应力及机械力作用下形成了裂纹,而带状偏析和不合理的热处理工艺降低了模具的冲击韧性,使得裂纹迅速扩展,最终导致了模具的早期失效。

铸造H13钢的离子氮化、离子软氮化及其对热疲劳性能的影响

试验了用于铝合金铸模的铸造H13钢的离子氮化和离子软氮化以及渗层的热稳定性。用开缺口的试样试验比较了经与未经离子渗的热疲劳抗力,热循环条件为700℃(?)25℃,盐浴加热,水冷却。结果表明,经表面离子渗后由于提高了村料表面的回火抗力所以对抵制热疲劳裂纹的萌生有贡献。但表面渗层有一定厚度化合物层时裂纹的扩展迅速而产生龟裂,只有兼顾渗层的强度、硬度和塑性才能最终提高模具材料的热疲劳抗力。

等离子喷涂强化H13钢铸铝压铸模实验研究

为解决H13钢铸铝压铸模普遍存在的抗热腐蚀能力差、强度低等问题,采用等离子喷涂工艺在H13钢基体上制备了Al2O3和Al2O3-TiO2两种硬质涂层。以喷涂电流、喷涂电压、喷涂距离为试验参数进行正交试验,采用MH-6型显微硬度仪和HSR-2M往复摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度和磨损质量,通过对显微硬度的极差和方差分析,确定了影响涂层显微硬度的主次因素和显著因素,优化了喷涂工艺参数。结果表明,Al2O3-TiO2涂层的硬度982.0 HV,摩擦系数平均值为0.41～0.45,磨损量平均为0.89～0.93 mg;Al2O3涂层的硬度1446.2 HV,摩擦系数平均值为0.32～0.35,磨损量平均为0.58～0.62 mg。Al2O3涂层的性能较好,优化工艺参数为:电流为600 A,电压为65 V,喷涂距离为110 mm,预热温度为200℃。

H13钢压铸模具裂纹分析

利用金相显微镜、扫描电镜、硬度测试等分析手段研究了H13钢铝合金热压铸模具裂纹形成的原因。结果表明:钢材韧性较低是导致模具开裂的主要原因,而组织中一次碳化物、混晶及碳化物沿晶析出是该模具韧性低的主要影响因素;大量存在于模具表面淬硬层内的显微裂纹,诱发模具产生宏观裂纹。

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。

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.

连铸大方坯生产H13工艺研究

采用电炉连铸大方坯新工艺生产的H13热作模具钢,通过与模铸工艺的H13钢相比较,研究新工艺对材料的成分和组织等方面的影响。结果表明,连铸大方坯生产的H13钢在成分控制、非金属夹杂物、显微硬度等方面都与模铸工艺接近,完全可以满足特定用途H13热作模具钢用户的需求。

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。

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 。

铸造H13钢的回火转变及碳化物的研究

研究了用于铝合金浇注模的铸造 H13钢(简称 CH13钢)的回火转变和回火中析出的碳化物。结果表明由于铸钢的成份偏析使显微组织与锻造态 H13钢相比有不同之处。CH13钢在550～660℃区间回火时析出的碳化物有五种:MC、M_2C、M_7C_3、M_6C 和 M_23C_6,550℃左右温度回火时析出的 MC 和 M_2C 型合金碳化物使材料产生二次硬化。CH13钢具有良好的耐回火性,能满足铝合金浇注模的使用要求。

3Cr2W8V钢和H13钢模具在纯铜压铸中的使用寿命

采用纯铜压铸工艺、循环压射的方法测试了H13和3Cr2W8V两种热作钢模具在纯铜压铸上的使用寿命。结果表明,由于纯铜压铸温度高,H13钢和3Cr2W8V钢模具均出现了较大的热疲劳裂纹而导致报废,其在纯铜压铸上的使用寿命远远低于其在铝压铸上的寿命,H13钢模具寿命较3Cr2W8V钢模具高,但其寿命也只达到160模次。

40tEBTEAF-LF-VD-铸锭工艺冶炼模具钢H13的洁净度分析

试验用热作模具钢H13(/%:0.36~0.38C、0.36~0.38Mn、0.89~0.91Si、0.007~0.010P、0.006~0.011s、5.10~5.15Cr、1.12~1.18Mo、0.84~0.89V)的冶炼工艺流程为40 t偏心炉底出钢电弧炉-钢包炉精炼-VD处理4.65 t铸锭工艺。通过对各冶炼工序钢水的总氧和氮含量-T[O]和[N]的分析以及钢中夹杂物的形貌和组成的分析,研究了该工艺流程生产的H13钢的洁净度。结果表明,经LF-VD精炼后H13钢中的平均总氧含量-T[O]为22×10^(-6),平均氮含量-[N]为95×10^(-6);Φ200 mm锻坯中夹杂主要以脱氧产物氧化铝为主,同时含有硫化锰等硫化物和偏析产生的氮化物;夹杂物尺寸集中在5μm左右,较大尺寸的夹杂物为10μm左右。采用该流程冶炼的H13钢可以满足对该钢种洁净度的要求。

热作模具钢H13生产工艺实践

H13是一种具有良好的性价比及工艺性能的热作磨具钢,目前在国内外得到广泛应用,该钢种热裂纹敏感性强,对纯净度、内部质量等指标要求严格.韶钢根据热作模具钢H13的成分、产品特性及自身生产工艺装备,设计了"转炉-LF精炼-RH真空处理-大方坯连铸-入坑缓冷-轧制-检验、入库"生产工艺流程,通过转炉双渣操作、出钢渣洗预脱氧、LF高碱度渣精炼、RH长时间高真空脱气、连铸弱冷等工艺措施,成功开发出各项性能均能满足客户要求的H13圆钢产品.

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H1 3钢压铸模淬火变形的控制方法 。

Abnormal Failure Analysis of H13 Punches in Steel Squeeze Casting Process

In steel squeeze casting process, the working condition of a punch was very rigorous. The abnormal failure models of an H13 punch, such as plastic rubbed damnification, could not be avoided easily. Based on the analysis of the flow stress and the friction-shearing stress of an H13 punch in steel squeeze casting process, the following results were obtained： if the flow stress of an H13 punch was smaller than its friction-shearing stress, these abnormal failures could not be avoided; and if there were some protection measures that enable the flow stress to have a greater value than its friction-shearing one, the abnormal failures would not occur. In the production of 45^# steel valves and catenary system components, the flow stress of a lateral H13 punch without any protection measure was about 29 MPa and its friction-shearing stress was about 51 MPa, then, the abnormal failures occurred; however, when the protection measures of the punch enabled its working temperature to have a value below 682 ℃ its flow stress was greater than its friction-shearing stress, and the abnormal failures were avoided.

铝合金压铸模具热疲劳寿命试验研究

压铸模具是压铸的关键部件之一,其经受周期性的加热与冷却,易产生热疲劳。针对这种现象,研究压铸模具热疲劳的过程,不同工艺对热疲劳寿命的影响规律,探索预测压铸模具热疲劳寿命的方法。研究开发自约束冷热疲劳方法的热疲劳试验机,试样在铝液中加热,在脱模剂中冷却,试样内部通冷却水冷却,实现在压铸条件下的模具热疲劳试验。采用开发的热疲劳试验机对H13钢试样进行热疲劳寿命试验研究,在试验过程中测量试样的温度变化,每隔3 000～4 000次测量残余应力,观察裂纹,经过几万次的循环后可以得到应力变化曲线和基于温差的模具热疲劳寿命曲线。研究水冷对试样的温度、应力、裂纹以及热疲劳寿命的影响。同时,针对试验过程进行传热数值模拟,得到不同工艺条件下的模具温差。试验和数值模拟相结合讨论如何提高模具的热疲劳寿命。

铝合金烤盘压铸模失效分析

某厂铝合金烤盘压铸模因模面出现大面积龟裂而早期失效。通过材料成分、硬度和金相分析,认为模具材料的合金元素含量不足,存在不可忽视的冶金缺陷,显微组织中出现带状偏析和半网状组织,是导致模具早期失效的原因。