熱作模具鋼H13的顯微組織金相分析

時間：2014-02-24 11:19:01 來源：作者：

熱作模具鋼H13的顯微組織金相分析

摘　要：按照北美壓鑄協會提出的優(yōu)質壓鑄模H13鋼驗收標準NADCA# 207-90和H11、H13及改良型鋼的顯微成分偏析驗收參考圖譜對H13某國產鋼進行顯微組織分析，并對其真空淬火顯微組織進行研究。

關鍵詞：熱作模具鋼；熱處理；顯微組織

1　前言

H13鋼在淬硬條件下具有較高韌度，并具有優(yōu)良的抗熱裂能力，是一種強韌兼有的空冷硬化型熱作模具用鋼。它適用于制造壓鑄模、擠壓模、熱切邊模、熱鍛模的熱沖孔模具等。

H13鋼在我國為4Cr5MoSiV1鋼。德國的DIN1.2344，瑞典的SS142242，法國的AFNORZ40COV5和日本的JISSKD61與之相類似。

眾所周知，影響模具壽命的最重要因素是熱作模具鋼的質量。現在，描述熱作模具鋼的質量主要通過顯微組織分析。評定顯微組織的標準廣泛采用北美壓鑄協會模具材料委員會編的《壓力鑄造模具用高級H13鋼的驗收標準》NADCA#207-90。新近研究的顯微帶狀組織驗收參考圖譜更能說明鋼材力學性能和模具壽命的關系。因而，它們是對材料進行金相評級的重要依據。本文從這兩方面著手對一種國產H13鋼進行顯微組織分析，并對這種材料的真空淬火顯微組織作研究。

2　按NADCA的分析

按照NADCA#207-90標準，一般試樣都在退火態(tài)下進行推測。

2.1 材料化學成分：

國產H13鋼的化學成分分析結果列于表1。表中還列入ASTMA681(最新修訂版)中H13鋼和NADCA#207-90中高級H13鋼的化學成分，表中列入的4Cr5MoSiV1鋼為GB/T1299-2000《合金工具鋼》中規(guī)定的相當于H13鋼的成分。

QQ截圖20140224111128.jpg

降低鋼中含硫量對提高H13鋼的純凈度，從而改善其性能具有重要意義。文獻[3]介紹，硫的質量分數<0.014%時可以大大提高鋼件的斷裂韌度KIC值。國外電渣重熔優(yōu)質H13鋼的含硫質量分數控制在0.005%～0.008%范圍。在此，國產電渣重熔鋼H13R尚有待提高。

2.2 純凈度：

NADCA#207-90規(guī)定，鋼中非金屬夾雜物含量等級測定按ASTME-45-97(最新修訂版)中方法A進行。它基于瑞典Jernkontoret方法來評定非金屬夾雜物，應用JK評級圖。評級按夾雜物形態(tài)(不依據夾雜物成分)和分布分四種基本類型，記為A、B、C和D，并據夾雜物厚度或直徑分粗細兩種系列，對粗系以字母e表示。

國產H13R鋼試樣實際測定結果見表2，以試樣中最嚴重的視域為依據，結果表明該鋼的純凈度略有超差。表中允許等級為NADCA#207-90的規(guī)定。為此比較，相應列入進口2344(德國)、W302(奧地利)的H13鋼的測定值。

表2 非金屬夾雜物評級及允許等級

夾雜物形式	2344	W302	H13R	允許等級
A	1	1	1	1.0或0.5e
B	1	1.5	2	1.5或1.0e
C	1	1	1	1.0或1.0e
D	1	1.5	2	2.0或1.0e

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