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國產H13模具鋼缺陷組織實例-H13帶狀偏析和H13雜質富集帶

國產H13模具鋼缺陷組織實例-H13帶狀偏析和H13雜質富集帶

國產H13模具鋼缺陷組織實例
帶狀偏析、雜質富集帶



國產H13模具鋼是引進美國鋼號AISI H13的鋼種,中國國家標準牌號為:4Cr5MoSiV1,是國際上廣泛應用的一種空冷硬化熱作模具鋼,具有較高的熱強度和硬度,在中溫條件下具有很好的韌性、熱疲勞性能和一定的耐磨性。目前,能生產H13鋼的廠如雨后春筍,遍地開花,產品質量則參差不齊。東莞弘超實際應用表明,上海寶鋼特殊鋼分公司(原上海五鋼)生產的SWPH13是目前國內H13系列鋼中性能最穩定的鋼種,可與瑞典一勝百模具鋼ASSAB8407和日本日立模具鋼DAC、日本大同模具鋼DHA1、德國葛利茲模具鋼W.1.2344等進口H13系列鋼種相媲美。以下是東莞弘超技術中心根據實際應用總結編輯整理的有關國產H13模具鋼缺陷組織實例,包括:H13帶狀偏析和H13雜質富集帶等。

國產H13模具鋼帶狀偏析
碳化物帶狀偏析是H13鋼早期脆性開裂的重要原因之一。下圖是從早期脆性開裂的模具中拍攝到的碳化物帶狀偏析金相組織。圖片中間的灰色地區是碳化物偏析帶,除有密集的點狀未溶碳化物外,還有塊狀亞穩定共晶碳化物。基體為隱針馬氏體。由于碳及合金元素富集,因此抗回火穩定性也高,,組織不易被浸蝕,故呈灰白色。碳化物偏析帶兩側是低碳低合金區,晶粒粗大,淬火時轉變成下貝氏體+馬氏體的混合組織,下貝氏體針呈黑色,回火馬氏體呈灰色。碳化物偏析導致組織不均勻,產生附加內應力,是模具的薄弱環節,例如碳化物堆集和雜質富集區、機械加工缺陷部位,率先形成裂紋。高溫均勻化擴散退火,或高溫固溶-高溫回火雙細化工藝,都可減輕合金元素的偏析,合理的鍛造工藝也可改善碳化物的帶狀分布,都可提高鋼材化學成分和組織的均勻性,從而提高模具的使用壽命。
H13模具鋼中的碳化物帶狀偏析金相組織圖

國產H13模具鋼雜質富集帶
下圖所示也是從失效模具中拍攝到的雜質富集帶,它集中在碳化物偏析帶內,并常與共晶碳化物伴生。圖中灰色條狀組織是可塑性雜質,橫穿整個視場;白色塊狀組織是共晶碳化物。整個視場都在碳化物偏析帶內,有密集的黑色點狀碳化物,分布在回火后的高碳高合金馬氏體上。國產H13模具鋼的碳化物偏析帶邊緣有草叢狀下貝氏體零星分布。
H13模具鋼偏析帶中的雜質和共晶碳化物金相組織圖

國產H13模具鋼廣泛用于制造熱擠壓模具,芯棒、模鍛錘的錘模,鍛造壓力機模具,精鍛機用模具以及鋁、銅及其合金的壓鑄模。提高H13鋼的純潔度,采用電渣重熔或爐外精煉工藝,可降低雜質含量,特別是硫的含量,是改善H13模具鋼抗熱裂和早期脆性開裂的重要途徑。高端壓鑄模具,東莞弘超建議選用瑞典烏德霍姆工具鋼系列的高性能熱作模具鋼ORVAR SUPREME、DIEVAR等。

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資料來源:東莞市弘超模具科技有限公司技術中心
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