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H13价格一公斤

发布时间:2021-05-12人气:
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H13钢的化学成分分析
 
 H13钢是C-Cr-Mo-Si-V钢,在世界上非常普遍。 同时,来自世界各地的许多学者对此进行了广泛的研究,并正在探索改善化学成分的方法。 钢被广泛使用并具有优异的特性,主要由钢的化学组成决定。 当然,必须减少钢中的杂质元素。 一些数据表明,当Rm为1550MPa时,材料的硫含量从0.005%降低至0.003%,这将使冲击韧性提高约13J。 显然,NADCA 207-2003标准规定高级H13钢的硫含量应小于0.005%,而高级H13钢的硫含量应小于0.003%S和0.015%P。  H13钢的成分分析如下。 碳:AISI H13,UNS T20813,ASTM(新版)H13和FED QQ-T-570 H13钢的碳含量规定为(0.32〜0.45)%,这是所有H13钢中的碳含量范围很广。 德国X40CrMoV5-1和1.2344的碳含量为(0.37〜0.43)%,且碳含量范围较窄。 在德国DIN17350中,X38CrMoV5-1的碳含量为(0.36〜0.42)%。 日本SKD 61的碳含量为(0.32〜0.42)%。 我国GB / T 1299和YB / T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的碳含量分别为(0.32〜0.42)%和(0.32〜0.45)%,分别与SKD61和AISI H13相同。 特别要指出的是,北美压铸协会NADCA 207-90、207-97和207-2003的标准中H13钢的碳含量均规定为(0.37〜0.42)%。  
 
钢的碳含量决定了淬硬钢的硬度。 根据钢的碳含量与淬火钢的硬度之间的关系曲线,可以知道,H13钢的淬火硬度约为55HRC。 对于工具钢,钢中的一部分碳进入钢基质,从而引起固溶强化。 碳的另一部分将与合金元素中的碳化物形成元素结合形成合金碳化物。 对于热作模具钢,除了少量残留物外,还需要对这种合金碳化物进行回火在此过程中,它分散并沉淀在淬火的马氏体基体上,产生两种硬化现象。 因此,残余合金碳化合物和回火马氏体的均匀分布决定了热作模具钢的性能。 可以看出,钢中的C含量不能太低。 含5%Cr的
 
 H13钢应具有较高的韧性,因此应将其C含量保持在形成少量合金C化合物的水平。  Woodyatt和Krauss指出,在870℃的Fe-Cr-C三元相图上,H13钢的位置在奥氏体A和(A + M3C + M7C3)三相区域的交界处更好。 相应的C含量为约0.4%。 该图还标出了C或Cr含量的增加,以增加M7C3的含量,而用于比较的A2和D2钢具有更高的耐磨性。 保持较低的C含量也很重要,以使钢的Ms点处于较高的温度水平(H13钢的Ms通常描述为340℃左右),以便可以将钢淬火至室温。  。 获得主要成分为马氏体和少量残余A且残余均匀分布的合金C复合组织,回火后得到均匀的回火马氏体组织。 避免在工作温度下变形过多的残留奥氏体而影响工件的工作性能或变形。 这些少量的残留奥氏体应在淬火后的两个或三个回火过程中转变。 顺便指出,这里指出,H13钢淬火后获得的马氏体组织是板条M +少量薄片M +少量残留A。国内学者也对超细合金碳化物做了一些工作。 回火后在板条M上析出。  
 
众所周知,增加钢中的碳含量会提高钢的强度。 对于热作模具钢,它将提高高温强度,热硬度和耐磨性,但会导致其韧性降低。  。 学者们在工具钢产品手册中对各种H型钢的性能进行了比较,清楚地证明了这一观点。 通常认为,导致钢的延展性和韧性降低的碳含量极限为0.4%。 因此,人们在钢合金设计中必须遵循以下原则:在保持强度的前提下,应尽可能减少钢的碳含量。 提出了一些数据:当钢的拉伸强度达到1550MPa或更高时,C含量为0.3%-0.4%是合适的。  H13钢的强度Rm在文献中描述为1503.1MPa(在46HRC下)和1937.5MPa(在51HRC下)。  
 
对于要求更高强度的热作模具钢,使用的方法是根据H13钢的成分增加Mo含量或增加碳含量。 当然,稍后将对此进行讨论,其韧性和可塑性会略有下降。  
 
 2.2铬:铬是一种廉价的合金元素,通常包含在合金工具钢中。 在美国,H型热作模具钢中的Cr含量在2%至12%的范围内。 在我国的37种合金工具钢(GB / T1299)中,除8CrSi和9Mn2V外,其余全部含Cr。 铬对钢的耐磨性,高温强度,热硬度,韧性和淬透性具有有益的作用。 同时,它溶解在基体中以显着提高钢的耐腐蚀性。 在H13钢中,含有Cr。  Si将使氧化膜致密以提高钢的抗氧化性。 然后分析了Cr对0.3C-1Mn钢回火性能的影响。 添加<6%的Cr有助于提高钢的抗回火性,但不能形成二次硬化。 当将Cr> 6%的钢淬火时,在550°C回火后,会发生二次硬化作用。 人们通常选择5%的铬作为热作模具钢。  
 
工具钢中的一部分铬溶解在钢中以固溶强化,另一部分与碳结合。 根据铬含量,它以(FeCr)3 C,(FeCr)7 C 3和M 23 C 6的形式存在。 影响钢材的性能。 另外,应考虑合金元素的相互作用。 例如,当钢中含有铬,钼和钒时,当Cr> 3%[14]时,Cr可以阻止V4C3的形成并延迟Mo2C的相干析出。  V4C3和Mo2C是用于提高钢的高温强度和抗回火性的强化相[14],这种相互作用提高了钢的抗热变形性。  
 
铬熔化到钢的奥氏体中以增加钢的淬透性。  Cr,Mn,Mo,Si和Ni都是增加Cr等钢的淬透性的合金元素。 人们习惯于使用可淬性因子进行表征。 通常,现有的国内数据[15]仅使用Grossmann等人的数据。 后来,Moser和Legat [16,22]的进一步工作提出,C含量和奥氏体晶粒度决定了基本淬透性直径Dic和淬透性系数,合金元素的含量决定了淬透性直径(如图3所示)来计算合金钢的理想临界直径Di,也可以从以下公式中近似得出:
 
 Di = Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47  Ni(1)
 
(1)式中,各合金元素以质量百分比表示。 通过此公式,人们对Cr,Mn,Mo,Si和Ni对钢的淬透性的影响有了清晰的半定量认识。  
 
 Cr对钢的共析点的影响与Mn大致相似。 当铬含量为约5%时,共析点的C含量下降至约0.5%。 此外,添加Si,W,Mo,V和Ti可以显着降低共析点的C含量。 因此,可以知道热作模具钢和高速钢属于超共析钢。 共析碳含量的减少将使奥氏体化后的组织和组织中的合金碳化物含量增加。  
 
合金C的化合物在钢中的行为与其自身的稳定性有关。 实际上,合金C化合物的结构和稳定性与相应的C化合物形成元素的d电子壳和S电子壳中缺乏电子有关。 学位相关性[17]。 随着电子缺乏程度的降低,金属的原子半径减小,并且碳和金属元素的原子半径比增加,并且合金C化合物从间隙相变为间隙化合物。  C化合物的稳定性变弱,相应的熔融温度和A中的溶解温度降低,其形成自由能的值降低,并且相应的硬度值降低。 具有面心立方晶格的VC碳化物具有很高的稳定性。 它在大约900〜950℃的温度下开始溶解,在1100℃以上的温度下开始大量溶解(溶解结束温度为1413℃)[17]; 在500〜700℃回火过程中析出,不易聚集和长大,可作为钢中的强化相。 由中等碳化物形成元素W和Mo形成的M2C和MC碳化物具有紧密堆积的简单六角形晶格。 它们的稳定性较小,并且它们还具有较高的硬度,熔点和溶解温度。 它们仍可在500°C下使用。钢的强化阶段可在650°C的范围内使用。  M23C6(例如Cr23C6等)具有复杂的立方晶格,稳定性较差,结合强度较弱,熔点和熔融温度较低(在1090°C时溶于A中),仅在几种耐热钢中进行了全面合金化处理后才可以。 具有更高的稳定性(例如(CrFeMoW)23C6,可以用作强化相。M7C3(例如Cr7C3,Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3的稳定性甚至更差。 它与Fe3C碳化物一样容易溶解和沉淀,并且具有较大的聚集生长速率,通常不能用作高温强化相[17]。  
 
我们仍然可以很容易地从Fe-Cr-C三元相图了解H13钢中的碳化物合金相。 根据Fe-Cr-C系统三元等温截面在700℃[18〜20]和870℃[9]下的相图,对于含0.4%C,(FeCr)3C(M3C)和(CrFe)的钢 )7C3(M7C3)型合金硬质合金。 请注意,在870℃图表上,仅当Cr含量大于11%时才会显示M23C6。 此外,根据Fe-Cr-C三元体系在5%Cr的垂直截面,含0.40%C的钢为α相(约1%Cr固溶体),且处于退火状态的(CrFe)7C3合金C  。 当加热到791℃以上时,会形成奥氏体A,并进入(α+ A + M7C3)三相区,并在约795℃时进入(A + M7C3)两相区。 在约970℃,(CrFe)7C3消失。 输入单相区域A.当基质的C含量小于0.33%时,三相区域(M7C3 + M23C6和A)仅在793°C存在,进入(A + M7C3) 在796°C下(0.30%C)的温度范围内,并保持至液相。 钢中残留的M7C3具有防止A晶粒长大的作用。 尼尔森(Nilson)提出,对于1.5%C-13%Cr的合金,不会形成欠稳定的(CrFe)23C6 [20]。 当然,仅Fe-Cr-C三元体系分析会有些偏差,应考虑添加合金元素的影响。  
 
 H13热处理工艺
 
 1.钢铁厂对H13钢和模具毛坯进行了预热处理,并对其进行了热处理,以确保良好的金相组织和适当的热处理。 硬度高,可加工性好,无需退火。 但是,制造商进行改型锻造后破坏了原始结构和性能,并且锻造应力增加,因此需要重新退火。  
 
等温球化退火工艺:加热并在860〜890℃保温2h,冷却至740〜760℃等温4h,然后炉冷至约500℃。  
 
 2.淬火和回火要求模具具有良好的韧性淬火工艺规范:加热温度1020〜1050℃,油冷或空冷,硬度54〜58HRC; 模具淬火工艺规范主要要求加热硬化,加热温度1050〜1080℃,油冷,硬度56〜58HRC。  
 
推荐回火温度:530〜560℃,硬度:48〜52HRC; 回火温度560〜580℃; 硬度47〜49HRC。  
 
回火应进行两次。 在500°C回火时,出现二次回火硬化峰,回火硬度高,峰值在55HRC附近,但韧性较差。 因此,回火过程应避免在500℃左右。 根据模具的需要,最好在540〜620℃范围内回火。  
 
淬火加热应预热两次(600〜650℃,800〜850℃),以减少加热过程中的热应力。  
 
 3.化学热处理如果H13钢经过气体渗氮或氮碳共渗,则可以进一步增强铸模的强度
 

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