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熱作模具鋼H13的顯微組織金相分析

時(shí)間：2014-02-24 11:19:01 來(lái)源：作者：

3　微觀帶狀組織分析：

國(guó)產(chǎn)某H13R鋼顯微組織中存在枝晶偏析，在鍛造中未加以消除，有些較粗球狀合金碳化物聚集分布呈一定帶狀偏析。這在圖1和圖2的退火顯微組織中可窺見(jiàn)一斑。國(guó)產(chǎn)H13R鋼1#試樣低倍形貌示于圖3，對(duì)照新研制的參考圖譜可評(píng)為第2行E列，偏析級(jí)別雖屬合格，但離普通級(jí)別和優(yōu)質(zhì)級(jí)別壓鑄模具材料尚有較大距離。此外，應(yīng)注意，圖中可看到共晶碳化物的存在。含較多合金元素的H13鋼屬過(guò)共析鋼，理應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)共晶碳化物。但它與高碳低合金工具鋼中出現(xiàn)碳化物液析類(lèi)似，由于碳和合金元素偏析，特別是鉻的作用，會(huì)在組織中出現(xiàn)非平衡的亞穩(wěn)定共晶碳化物。參照YB9-68《鉻軸承鋼技術(shù)條件》中第九級(jí)別圖，該試樣評(píng)為一級(jí)。組織有的共晶碳化物呈多邊形，但不具有鋒利銳角，有的略呈鏈狀分布。這種組織如較嚴(yán)重會(huì)使模具提前失效。

圖3　H13R1#工件低倍組織形貌(×50)

圖4　H13R鋼高淬高回試件中粒狀貝氏體形貌×500

4　淬火顯微組織分析：

國(guó)產(chǎn)某H13R鋼1#和2#實(shí)際工件經(jīng)1030℃奧氏體化，在真空爐中氣淬后發(fā)現(xiàn)：1#件晶界部位出現(xiàn)索氏體，相應(yīng)硬度較低些，馬氏體針長(zhǎng)按JB/T8420-96《熱作模具鋼顯微組織評(píng)級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)評(píng)為2級(jí)；2#件淬火硬度較高，馬氏體針長(zhǎng)評(píng)為3～4級(jí)。通常，熱作模具鋼的馬氏體針級(jí)別以2～4級(jí)為宜。

對(duì)高淬高回預(yù)處理(淬火溫度1050℃)試樣的顯微組織仔細(xì)觀察，鐵素體有相當(dāng)部分呈一定位向平行排列，并存在呈正三角形位向分布情況(見(jiàn)圖4)。這實(shí)際上預(yù)示試件真空淬火中獲得了一定量的粒狀貝氏體組織，這種組織會(huì)導(dǎo)致試件沖擊韌度值出現(xiàn)較低的現(xiàn)象。對(duì)粒狀貝氏體，朱鈺如等[4]已作了一定的研究；李炯輝等指出，粒狀貝氏體中鐵素體是類(lèi)似魏氏組織的鐵素體[5]。我們?cè)鴮?duì)35CrMo鋼中粒狀貝氏體類(lèi)別及其對(duì)沖擊韌度影響作了較深入的工作[6]。在過(guò)共析的H13鋼中出現(xiàn)粒狀貝氏體組織尚未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。

俞德剛指出，粒狀貝氏體僅發(fā)生在含有降低奧氏體中碳活度的合金元素的鋼中，如含Cr、Mo和V的鋼[7]。看來(lái)，H13鋼正是這樣的一種鋼。關(guān)于粒狀貝氏體及其對(duì)材料韌度影響的進(jìn)一步研究工作在進(jìn)行中。

5　結(jié)論

5.1 國(guó)產(chǎn)某H13R鋼純凈度稍超差，退火態(tài)顯微組織不合格，帶狀偏析合格。

5.2 H13R鋼循環(huán)退火試樣顯微組織比上述有改進(jìn)，但仍不合要求。

5.3 H13R鋼高淬高回預(yù)處理試樣顯微組織中鐵素體相當(dāng)部分仍保留馬氏體和粒狀貝氏體形態(tài)，合金碳化物較均勻析出，基本符合要求。

5.4 H13鋼1#件真空淬火組織中出現(xiàn)屈氏體；馬氏體針長(zhǎng)2級(jí)，符合JB/T8420標(biāo)準(zhǔn)要求。

5.5 H13鋼2#件真空淬火組織中馬氏體針長(zhǎng)3～4級(jí)，符合JB/T8420標(biāo)準(zhǔn)要求。

淬火冷速	級(jí)別	組織	沖擊韌性
快慢	1.0	回火馬氏體	高低
	1.5	回火馬氏體+回火貝氏體（下）
	2.0	回火馬氏體+晶間碳化物
	2.5	回火貝氏體（下）+回火馬氏體+晶間碳化物
	3.0	回火下貝氏體（無(wú)碳化物）
	4.0	回火上貝氏體+碳化物
	5.0	回火上貝氏體+碳化物+珠光體

表　H13鋼的淬火、回火組織評(píng)級(jí)

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