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H13模具鋼的化學成分分析
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-06-04 | 241 次瀏覽 | 分享到:
H13模具鋼的化學成分分析
  H13模具鋼的化學成分分析
  模具鋼
  H13模具鋼是一種在世界上廣泛使用的碳鉻鉬硅釩鋼。與此同時,許多國家的學者對其進行了廣泛的研究,并在探索化學成分的改進。鋼用途廣泛,具有優異的性能,這主要取決于它的化學成分。當然,鋼中的雜質元素必須減少。一些數據表明,當Rm為1550兆帕時,材料的硫含量從0.005%降低到0.003%,這將使沖擊韌性增加約13J。顯然,NADCA 207-2003規定優質H13模具鋼的硫含量應低于0.005%,而優質模具鋼的硫含量應低于0.003%硫和0.015%磷。H13鋼的成分分析如下。碳:美國AISI H13、UNS T20813、美國材料試驗學會H13(最新版)和FED QQ-T-570 H13鋼的碳含量為(0.32~0.45)%,是所有H13鋼中最寬的碳含量范圍。德國的X40CrMoV5-1和1.2344含有(0.37~0.43)%,含碳量范圍較窄。德國的DIN17350也含有x38cr mov 5-1(0.36 ~ 0.42)%。SKD 61在日本的碳含量為(0.32~0.42)%。GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量分別為(0.32~0.42)%和(0.32~0.45)%,分別與SKD61和AISI H13相同。特別是,H13鋼的碳含量在北美壓鑄協會的NADCA 207-90、207-97和207-2003標準中規定為(0.37~0.42)%。
  
  H13模具鋼化學成分鋼中的碳含量決定了硬化鋼的基體硬度。根據鋼中碳含量與淬火鋼硬度的關系曲線,H13鋼的淬火硬度約為55HRC。對于工具鋼,鋼中的部分碳進入鋼的基體,導致固溶強化。另一部分碳將與合金元素中的碳化物形成元素結合,形成合金碳化物。對于熱作模具鋼,這種合金碳化物需要在回火過程中分散和沉淀在淬火的馬氏體基體上,以產生除少量殘余碳化物之外的兩種硬化現象。因此,熱作模具鋼的性能取決于均勻分布的殘余合金碳化合物和回火馬氏體的結構。因此,鋼中的碳含量不能太低。
  
  含5%鉻的H13模具鋼應具有高韌性,因此其碳含量應保持在形成少量合金碳化合物的水平。伍德亞特和克勞斯指出,在870℃的鐵-鉻-碳三元相圖上,H13鋼在奧氏體A和(A+M3C+M3C 3)三相區的結合處較好。相應的碳含量約為0.4%。該圖還顯示了A2和D2鋼具有更高的耐磨性,這是因為為了進行比較,增加了碳或鉻的量以增加M7C3的量。此外,重要的是保持相對低的碳含量,以便在相對高的溫度水平下獲得鋼的Ms點(H13鋼的Ms一般數據被引入為大約340℃),從而當鋼被淬火至室溫時,獲得以馬氏體為主要成分的合金碳結構,獲得少量的殘余A和殘余均勻分布,并且在回火后獲得均勻的回火馬氏體結構。避免在工作溫度下轉化過多的殘余奧氏體,影響工件的工作性能或變形。這些少量的殘余奧氏體應該在淬火后的兩三次回火過程中完全轉變。順便提一下,這里,H13鋼淬火后獲得的馬氏體結構是板條M+少量片狀M+少量殘余物A。國內學者也研究了回火后板條M上析出的非常細小的合金碳化物。
  
  眾所周知,增加H13模具鋼化學成分鋼中的碳含量將提高鋼的強度。對于熱作模具鋼,它會提高高溫強度、熱硬度和耐磨性,但會導致其韌性降低。學者們通過比較工具鋼產品手冊中各種H型鋼的性能,清楚地證明了這一觀點。通常認為導致鋼的塑性和韌性降低的碳含量極限是0.4%。因此,在鋼的合金化設計中,人們需要遵循以下原則:在保持強度的前提下,盡可能降低鋼的含碳量。一些數據表明,當鋼的抗拉強度高于1550兆帕時,碳含量應為0.3%-0.4%。H13鋼的強度Rm在文獻中為1503.1兆帕(46千赫)和1937.5兆帕(51千赫)。
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