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    撫順特鋼H13
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    H13鋼材的化學成分及性質

    文章出處:未知責任編輯:模具鋼人氣:發表時間:2018-11-20 11:35

      H13鋼材的化學成分及性質
      H13鋼材原是美國的一種鋼種, 它是一種應用比擬普遍的熱作模具鋼, 世界各國都有應用。在我國普通稱作4Cr5MoSiV1 鋼。H13鋼材的化學成份及其質量分數如表1 所示。
      H13化學成分  

     C  Si  Mn  Cr  Mo  V  P  S
     0.32-0.45  0.80-1.20  0.2-0.5  4.75-5.50  1.10-1.75  0.8-1.2 ≤0.03  ≤0.03 

      H13鋼材的物理性能, 其密度為7.8g/cm3, 彈性模量E 為210000MPa。鋼中含碳量決議淬火鋼的基體硬度。各國與H13鋼相近鋼號的稱號及含碳量, 國際規范化組織稱H13鋼為40CrMoV5 鋼。
      按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關系曲線能夠曉得, H13鋼材的淬火硬度在55HRC左右。對工具鋼而言,鋼中的碳一局部進入鋼的基體中惹起固溶強化, 另外一局部碳將和合金元素中的碳化物構成元素分離成合金碳化物。對熱作模具鋼, 這種合金碳化物除少量殘留以外, 還請求它在回火過程中在淬火馬氏體基體上彌散析出產生二次硬化現象。由此可見, 鋼中的含C量不能太低。H13鋼的含鉻量為4.75%~5.50%。普通來說, 含5%Cr的鋼應具有高韌度, 故其含碳量應堅持在構成量合金碳化物的程度上。Woodyatt和Krausst指出在870℃的Fe- Cr- C三元相圖上, Hl3鋼的位置在奧氏體和(A+M3C+M7C3)三相區的接壤位置處較好。相應的含碳量約0.4%。
      另外重要的是,恒日盛以為值得提示的是堅持相對較低的含碳量是使鋼的Ms點趨于相對較高的溫度程度(Hl3鋼的Ms點普通材料引見為340℃左右) , 使該鋼在淬冷至室溫時取得以馬氏體為主加少量剩余奧氏體和殘留平均散布的合金碳化物組織, 較低的含碳量經回火后取得平均的回火馬氏體組織, 防止使過多剩余奧氏體在工作溫度下發作轉變影響工件的工作性能或變形。這些少量剩余奧氏體在淬火以后的兩次或三次回火過程中應可到達轉變完整。順便指出, H13鋼淬火后得到的馬氏體組織為板條馬氏體+少量片狀馬氏體+少量剩余奧氏體。眾所周知, 鋼中增加碳含量將進步鋼的強度, 對熱作模具鋼而言, 會使高溫強度、熱態硬度和耐磨損性進步, 但會招致其韌度降低。有學者在文獻中將各類H型鋼的性能比擬證明了這個觀念。通常以為招致鋼塑性和韌度降低的含碳量界線為0.4%。為此請求人們在鋼合金化設計時遵照下述準繩: 在堅持強度前提下要盡可能降低鋼的含碳量, 有材料已提出: 在鋼抗拉強度達1550MPa以上時, 含C量在0.3%~0.4%為宜。H13鋼材的強度Rm為1503.1MPa( 46HRC) 和1937.5MPa( 51HRC) 。
      H13鋼材中主要合金元素的作用如下
      鉻: 鉻在鋼中可構成鉻的碳化物, 能進步鋼的高溫強度和耐磨性, 使C曲線右移, 進步鋼的淬透性和回火穩定性。鉻和其他碳化物構成元素一同提供應鋼具有較高的淬透性和好的抗軟化才能, 所以H13鋼材在空冷條件下可以淬硬。在6barN2氣體真空處置條件下可淬透直徑為160mm。但鉻的參加會增加碳化物的不平均水平,致使鋼中會呈現亞穩定的共晶碳化物, 這種碳化物如今國內普通可用高碳鉻軸承鋼相關規范予以評定。鉻含量的進步有利于增加資料的熱強度, 但對韌度不利。
      鉬: 鉬也是碳化物構成元素, 和鉻一樣, 可進步鋼的高溫硬度和淬透性。此外, 鉬還可細化晶粒, 減小回火脆性。
      釩: 釩比鉻和鉬更容易構成碳化物, 極少溶入鐵的固溶體中。釩的碳化物使鋼具有良好的熱硬性, 并可細化晶粒, 進步鋼的耐磨性。
      硅: 硅是對鐵素體停止置換固溶強化十分有效的元素, 僅次于磷, 但同時在一定水平上降低鋼的韌度和塑性。普通都將硅限制在鋼脫氧需求的范圍內。假如將Si 作為合金元素參加鋼中, 其量普通不小于0.40%。硅也為進步回火抗力的有效元素。Si 降低碳在鐵素體中的擴散速度, 使回火時析出的碳化物不易匯集, 增加回火穩定性。另外, 硅易使鋼呈現帶狀組織,使鋼的橫向性能比縱向性能差, 也使鋼的脆性轉機溫度升高。Si 還具有促進鋼的脫碳敏理性, 但Si 有利于高溫抗氧化性的進步。
      錳: 錳能夠改動鋼在凝固時所構成的氧化物的性質和外形。同時它與S 有較大的親合力, 能夠防止在晶界上構成低熔點的硫化物FeS, 而以具有一定塑性的MnS 存在, 從而消弭硫的有害影響, 改善鋼的熱加工性能。Mn 具有固溶強化作用, 從而進步鐵素體和奧氏體的強度和硬度, 固然其固溶強化效果不及碳、磷和硅, 但其對鋼的延展性簡直沒有影響。在鐵素體-珠光體型鋼中Mn 是獨一可使屈從強度增加又使冷脆轉變溫度變化最小的合金元素。

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