如需更多材料和技術(shù)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系我們或咨詢?cè)诰€客服。H13是高溫作業(yè)。模具鋼，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T..統(tǒng)一數(shù)字代碼T20502；品牌4Cr5MoSiV1；合金工具鋼，簡(jiǎn)稱合金鋼，是在碳鋼的基礎(chǔ)上添加合金元素形成的鋼種。其中合成鋼包括:量具和刀具用鋼、抗沖擊工具用鋼、冷加工用鋼。模具鋼熱加工模具鋼，非磁性模具鋼，塑料模具鋼。

　　H13模具鋼化學(xué)成分

　　H13模具鋼用于制造沖擊負(fù)荷大的鍛模、熱擠壓模和精鍛模；鋁、銅及其合金的壓鑄模具。

　　H13美國(guó)進(jìn)口空氣淬火硬化熱作。模具鋼。性能和用途與4Cr5MoSiV鋼基本相同，但由于釩含量較高，中溫(600℃)性能優(yōu)于熱加工用4Cr5MoSiV鋼。模具鋼應(yīng)用廣泛的代表性鋼種。

　　50±6℃回火退火和熱加工；

　　電渣重熔鋼具有較高的淬透性和抗熱裂性，含碳、釩含量高，耐磨性好，韌性相對(duì)減弱，耐熱性好，在較高溫度下具有較好的強(qiáng)度和硬度，耐磨性和韌性高，綜合力學(xué)性能優(yōu)異，回火穩(wěn)定性高。

　　鋼中的碳含量決定了淬火鋼的基體硬度。根據(jù)鋼中碳含量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線，H13模具鋼淬火硬度約為55HRC。對(duì)于工具鋼，鋼中的部分碳進(jìn)入鋼的基體，引起固溶強(qiáng)化。另一部分碳會(huì)與合金元素中的碳化物形成元素結(jié)合，形成合金碳化物。對(duì)韋佐模具鋼這種合金除了有少量的殘余碳化物外，還要求它在回火時(shí)彌散析出在淬火馬氏體基體上，產(chǎn)生兩次硬化。因此，熱加工是由殘余合金碳化合物和回火馬氏體的均勻分布結(jié)構(gòu)決定的。模具鋼的表現(xiàn)。所以鋼中C的含量不能太低。

　　等溫球化退火工藝:860 ~ 890℃加熱2h，冷卻至740 ~ 760℃4h，冷卻至500℃左右出料。

　　2.調(diào)質(zhì)要求具有良好韌性的模具淬火工藝規(guī)范:加熱溫度1020 ~ 1050℃，油冷或空冷，硬度54 ~ 58 HRC模具淬火工藝規(guī)范要求，加熱溫度1050 ~ 1080℃，油冷及硬度56 ~ 58 HRC應(yīng)優(yōu)先考慮。

　　推薦回火溫度:530 ~ 560℃，硬度48 ~ 52 HRC回火溫度560 ~ 580℃；硬度為47 ~ 49 HRC。

　　回火應(yīng)進(jìn)行兩次。500℃回火時(shí)，出現(xiàn)回火二次硬化峰，回火硬度更高，峰值約為55HRC，但韌性更差。因此，回火過(guò)程應(yīng)避開500℃左右。根據(jù)模具的使用要求，更好在540 ~ 620℃回火。

　　淬火應(yīng)預(yù)熱兩次(600 ~ 650℃，800 ~ 850℃)，以減少加熱過(guò)程中的熱應(yīng)力。

　　3.H13鋼經(jīng)化學(xué)熱處理后進(jìn)行氣體滲氮或氮碳共滲，可進(jìn)一步強(qiáng)化模具，但其滲氮溫度不應(yīng)高于回火溫度，以保證型芯的強(qiáng)度不降低，從而延長(zhǎng)模具的使用壽命。

　　H13模具鋼H13鋼化學(xué)成分為C-Cr-Mo-Si-V鋼，在國(guó)際上廣泛使用。同時(shí)，各國(guó)許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究，并在探索化學(xué)成分的改進(jìn)。鋼用途廣泛，性能優(yōu)良，主要是由鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)然，鋼中的雜質(zhì)元素必須減少。有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)Rm為1550MPa時(shí)，材料的硫含量將從0.005%降低到0.003%，將使沖擊韌性提高約13J。顯然，NADCA207-2003標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定特級(jí))H13鋼的硫含量應(yīng)小于0.005%，而優(yōu)級(jí)鋼的硫含量應(yīng)小于0.003%S和0.015% p，下面分析H13鋼的成分。

　　含5%Cr的H13鋼應(yīng)具有較高的韌性，因此其C含量應(yīng)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三元相圖上，H13鋼的位置在奧氏體A和(A+M3C+M7C3)三相區(qū)的交界處較好。相應(yīng)的C含量約為0.4%。此外，通過(guò)增加C或Cr的含量來(lái)增加M7C3的含量，標(biāo)記具有更高耐磨性的A2和D2鋼用于比較。此外，重要的是保持較低的C含量，使鋼的Ms點(diǎn)處于較高的溫度水平(H13鋼的一般數(shù)據(jù)為340℃左右)，這樣當(dāng)鋼淬火至室溫時(shí)，可獲得以馬氏體為主、少量殘留A且殘留A分布均勻的合金C復(fù)合組織， 回火后可獲得均勻的回火馬氏體組織。避免過(guò)量的殘余奧氏體在工作溫度下發(fā)生變化，影響工件的工作性能或變形。這些少量的殘余奧氏體應(yīng)該在淬火后的兩次或三次回火過(guò)程中完全轉(zhuǎn)變。順帶一提，H13鋼淬火后的馬氏體組織是板條M+少量片狀M+少量殘余a，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)回火后板條M上析出的細(xì)小合金碳化物也做了一些工作。

　　眾所周知，提高鋼中的碳含量會(huì)提高鋼的強(qiáng)度，從而影響鋼的熱性能。模具鋼另一方面，高溫強(qiáng)度、熱硬度和耐磨性會(huì)提高，但韌性會(huì)降低。學(xué)者們通過(guò)對(duì)比工具鋼產(chǎn)品手冊(cè)中各種H型鋼的性能，明確證明了這一觀點(diǎn)。一般認(rèn)為導(dǎo)致鋼的塑性和韌性降低的碳含量界限為0.4%。因此，要求人們?cè)阡摰暮辖鸹O(shè)計(jì)中遵循以下原則:在保持強(qiáng)度的前提下，盡可能降低鋼的含碳量。有資料建議，當(dāng)鋼的抗拉強(qiáng)度超過(guò)1550MPa時(shí)，C含量應(yīng)為0.3%-0.4%。H13鋼的強(qiáng)度Rm為1，503.1 MPa(在46 HRC下)和1，937.5 MPa(在51 HRC下)。

　　要求較高強(qiáng)度的動(dòng)火作業(yè)模具鋼采用的方法是在H13鋼成分的基礎(chǔ)上增加Mo含量或碳含量，這將在后面討論。當(dāng)然，韌性和塑性略有下降是可以預(yù)期的。

　　2.2鉻:鉻是合金工具鋼中更常見的廉價(jià)合金元素。美國(guó)的h型熱加工模具鋼中鉻含量在2%至12%的范圍內(nèi)。我國(guó)37個(gè)牌號(hào)的合金工具鋼(GB/T1299)中，除8CrSi和9Mn2V外，均含有Cr。它對(duì)鉻鋼的耐磨性、高溫強(qiáng)度、熱硬度、韌性和淬透性有有利的影響。同時(shí)，它在基體中的溶解將顯著提高鋼的耐腐蝕性。H13鋼中含有Cr和Si會(huì)使氧化膜致密，提高鋼的抗氧化性。然后根據(jù)Cr對(duì)0.3C-1Mn鋼回火性能的影響分析，添加￠6%的Cr有利于提高鋼的回火抗力，但不能形成二次硬化。含Cr﹥6%的鋼在550℃淬火回火時(shí)， 二次硬化效應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)。人們?cè)跓徜撋瞎ぷ?。模具鋼一般選用5%的鉻。

　　工具鋼中的鉻一部分溶解到鋼中進(jìn)行固溶強(qiáng)化，另一部分與碳結(jié)合，根據(jù)鉻含量以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6的形式存在，從而影響鋼的性能。此外，還應(yīng)考慮合金元素的相互作用，如鋼中含Cr、Mo、v時(shí)，Cr>3%。^[14]Cr可以阻止V4C3的形成，延緩Mo2C的共格沉淀。V4C3和Mo2C是提高鋼的高溫強(qiáng)度和耐回火性的強(qiáng)化相。^[14]這種相互作用提高了鋼的耐熱變形性。

　　鉻溶解在鋼的奧氏體中以增加鋼的淬透性。像鉻一樣，鉻、錳、鉬、硅和鎳都是增加鋼的淬透性的合金元素。人們習(xí)慣用淬透性因子來(lái)表征它。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)[15]只使用了格羅斯曼等的數(shù)據(jù)。后來(lái)，Moser和Legat[16，22]的進(jìn)一步工作提出，由C含量和奧氏體晶粒尺寸確定的基本淬透性直徑Dic和由合金元素含量確定的淬透性因子(如圖3所示)可用于計(jì)算合金鋼的理想臨界直徑Di。也可由下式近似計(jì)算:didic×2.21 Mn×1.40 si×2.13 Cr×3.275 mo×1.47 ni(1)(1)，其中所有合金元素均以質(zhì)量百分比表示。根據(jù)這個(gè)公式，人們對(duì)鉻、錳、鉬、硅、鎳元素對(duì)鋼淬透性的影響有了相當(dāng)清楚的半定量認(rèn)識(shí)。

　　鉻對(duì)鋼共析點(diǎn)的影響與錳相似。當(dāng)鉻含量約為5%時(shí)，共析點(diǎn)的C含量降至0.5%左右。此外，Si、W、Mo、V和Ti的加入顯著降低了共析點(diǎn)C的含量。為此，你可以知道:動(dòng)火作業(yè)模具鋼和高速鋼屬于過(guò)共析鋼。共晶碳含量的減少將增加奧氏體化組織和更終組織中合金碳化物的含量。

　　鋼中合金C化合物的行為與其自身的穩(wěn)定性有關(guān)。事實(shí)上，合金C化合物的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性與相應(yīng)C化合物形成元素的D電子層和S電子層的缺電子程度有關(guān)。隨著缺電子的減少，金屬原子的半徑減小，碳和金屬元素的原子半徑比rc/rm增大，合金C化合物由間隙化合物變?yōu)殚g隙化合物，C化合物的穩(wěn)定性減弱，其對(duì)應(yīng)的熔化溫度和溶解溫度在降低，其生成自由能的值減小，相應(yīng)的硬度降低。面心立方晶格的VC碳化物穩(wěn)定性高，在℃左右開始溶解，在1100℃以上開始大量溶解(溶解結(jié)束溫度為1413℃)[17]；在100℃回火時(shí)析出，不易聚集長(zhǎng)大， 可用作鋼中的強(qiáng)化相。由中碳化物形成元素W和Mo形成的M2C和MC碳化物具有密集而簡(jiǎn)單的六方晶格，穩(wěn)定性差，同時(shí)還具有較高的硬度、熔點(diǎn)和溶解溫度，在℃溫度范圍內(nèi)仍可作為鋼的強(qiáng)化相。M23C6(如Cr23C6等。)具有復(fù)雜的立方晶格，穩(wěn)定性差，結(jié)合強(qiáng)度弱，熔點(diǎn)和溶解溫度低(1090℃時(shí)溶于A)，只有少數(shù)耐熱鋼經(jīng)綜合合金化后穩(wěn)定性高(如(CrFeMoW)23C6，可作為強(qiáng)化相。具有復(fù)雜六方結(jié)構(gòu)的M7C3(如Cr7C3、Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)穩(wěn)定性較差，像Fe3C碳化物，易溶解析出，且具有較高的聚集生長(zhǎng)速率，不能作為高溫強(qiáng)化相[17]。

　　從Fe-Cr-C三元相圖中我們很容易理解H13鋼中的合金碳化物相。根據(jù)Fe-Cr-C三元等溫截面在700℃[1820]和870℃[9]的相圖，分析了0.4%C鋼中的h13。模具鋼隨著Cr含量的增加，會(huì)出現(xiàn)(FeCr)3C(M3C)和(CrFe)7C3(M7C3)合金碳化物。注意，在870℃的曲線圖上，M23C6僅在Cr含量大于11%時(shí)出現(xiàn)。另外，根據(jù)Fe-Cr-C三元系在5%Cr時(shí)的垂直截面，含0.40%C的鋼在退火狀態(tài)下是α相(約1%Cr溶液)和(CrFe)7C3合金C化合物。加熱到791℃以上，奧氏體A形成并進(jìn)入(α+A+M7C3)三相區(qū)，在795℃左右進(jìn)入(A+M7C3)兩相區(qū)。在970℃左右，(CrFe)7C3消失，進(jìn)入單相A區(qū)。當(dāng)基體中C含量為￠0.33%時(shí)，三相區(qū)(M7C3+M23C6和A)僅在793℃左右存在，796℃時(shí)進(jìn)入(A+M7C3)區(qū) (在0.30%C時(shí))，并且從那時(shí)起保持在液相中。殘留在鋼中的M7C3可以阻止晶粒生長(zhǎng)。Nilson提出，對(duì)于1.5%C-13%Cr的成分合金，不穩(wěn)定的(CrFe)23C6不形成[20]。當(dāng)然，單獨(dú)分析Fe-Cr-C三元系會(huì)有一些偏差，要考慮添加合金元素的影響。東锜精密模具代理經(jīng)銷美國(guó)(Fencola)、日本(日立、大同、新日鐵)、德國(guó)(Sastre、Buddruss)、瑞典(義盛百)、歐洲(百路)等進(jìn)口優(yōu)質(zhì)特鋼。公司通過(guò)嚴(yán)格的采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的質(zhì)量檢測(cè)儀器，保證為客戶提供合格、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

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