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    撫順特鋼H13
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    H13熱作模具鋼大尺寸析出相特征及生成機制

    文章出處:未知責任編輯:模具鋼人氣:發表時間:2019-12-30 15:12

      H13作為一種強韌兼備的熱作模具鋼,廣泛用于熱鍛壓模、熱擠壓模和鋁合金壓鑄模,本身需要具備優良的高溫強度及韌性。H13鋼合金元素質量分數較高,尤其是碳化物形成元素鉬、釩、鉻,凝固過程中合金元素的偏析會導致大尺寸碳化物或碳氮化物的析出,這些大尺寸硬質析出相的存在,對于模具鋼產品的強度、韌性無疑是有害的。本項目采用真空感應爐按照NADCA207-2003規定的H13鋼成分范圍進行實驗室小鋼錠熔煉,分析鑄錠中大尺寸析出相的特征,同時利用熱力學計算軟件Thermo-calc對凝固過程中大尺寸析出相的析出行為進行計算,以此對H13鋼中大尺寸析出相的析出行為進行合理的解釋分析。

      實驗室真空感應爐熔煉鋼錠質量為5kg,合金原料采用純鐵、金屬鉻、金屬鉬、金屬錳及金屬硅,釩采用FeV5.18釩鐵合金。獲得鋼錠成分如表1所示,由于合金原料中會攜帶些許硫,鋼錠最終硫質量分數為0.0059%。將冶煉鋼錠縱向平均剖開,在高度1/2處沿橫截面1/2半徑及中心處取樣,試樣尺寸為10mm×10mm×10mm。試樣進行粗磨、拋光,采用SEM+EDS對大尺寸析出物的形貌及成分特征進行觀察。

      表1 鋼錠成分(質量分數,%)

    項目

    C

    Si

    Mn

    Cr

    Mo

    V

    S

    N

    NADCA

    207-2003

    0.37~0.42

    0.80~1.20

    0.20~0.50

    5.00~5.50

    1.20~1.75

    0.80~1.20

    -

    -

    H13

    0.42

    1.06

    0.42

    5.38

    1.50

    0.97

    0.0059

    0.0056

      研究發現,H13鋼中大尺寸析出相包含3類—富釩的(V,Mo,Cr,Fe)C類、富Mo-Cr的(V,Mo,Cr,Fe)C類及硫化錳。富釩的(V,Mo,Cr,Fe)C類大尺寸析出相形狀多呈現長條形,尺寸達數十微米,部分依附于硫化錳形核的析出相呈類橢圓形;富Mo-Cr的(V,Mo,Cr,Fe)C析出相無規則形貌,鉬、鉻原子分數相差不大,釩原子分數稍低。根據復合大尺寸析出相的結合形式,可以推測出大尺寸析出相的析出順序。硫化物首先析出,富釩類(V,Mo,Cr,Fe)C相隨后,富Mo-Cr類(V,Mo,Cr,Fe)C相則最后析出。結合大尺寸析出相的成分特征,Thermo-calc計算結果與試驗結果一致。

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