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H13钢高温淬回火后奥氏体晶粒度对强韧性的影响

作者:缅甸小勐拉 | 日期:2018-10-26 | 评论:0 | 浏览:64

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  H13钢是一种具有优良的热强性、淬透性、红硬性和抗冷热疲劳性能的含Cr型热作模具钢,广泛地应用于热挤压模、压铸模和热锻模,H13钢是目前在铝合金压铸模领域应用最为广泛的一种热作模具钢。H13钢的正常淬火加热温度为1020~1050℃,高温加热后淬火可以提高断裂韧性,从而增加热作模具钢的疲劳裂纹扩展抗力,高温回火又可以提高材料的塑性和韧性,两者都有利于改善热作模具钢的热疲劳性能。所以,探讨H13钢在高温淬回火下的强韧性对于其热处理工艺的进一步优化具有一定的指导意义。

  实验原始材料为经真空和电渣重熔后的商用H13钢Φ30mm棒料,其化学成分(质量分数,%)为0.41C,1.00Si,0.37Mn,4.95Cr,1.27Mo,0.98V,其余为Fe。试件的热处理工艺为:先将试件加热到780℃保温30min,再继续分别加热到1060℃、1090℃,保温20min油淬。接着将淬火后的试件在590℃回火两次,每次2h。为了减少试件在高温下的脱碳,热处理炉中事先放入少量的木炭。

  将热处理后的试件进行取样,按照GB6397-86加工标准拉伸试样;按照北美压铸协会NADCA#207-2003标准,加工成10mm×10mm×55mm的标准V型缺口冲击试样。室温拉伸和冲击实验分别在CMT4105微机电子万能试验机和JB-30B冲击试验机上完成。采用饱和苦味酸水溶液浸蚀奥氏体晶界,用5%的HNO3酒精浸蚀试样的组织,随后在9XB-PC正置金相显微镜下观察试样的晶粒大小与组织形貌。利用VDT512显微硬度计测试试样的回火硬度,为了保证结果的准确性,每个试样测试6个结果取平均值。试样的拉伸和冲击断口的形貌观察使用JSM-6480LV扫描电子显微镜来完成。研究结果表明:

  (1)H13钢在1060、1090℃淬火并经590℃回火后,淬火温度越高奥氏体晶粒越大。1090℃淬火后材料的抗拉强度及硬度比1060℃淬火的分别提高了6.15%和4.5%,但其断后伸长率及冲击功分别下降了12.24%和13.67%。

  (2)H13钢在1060℃淬火+590℃回火时具有优良的强韧性配合,对于要求热硬性和高强度为主的模具,可以适当地提高淬火温度但以不超过1090℃为宜。

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