還有很多國內的。模具鋼與進(jìn)口的相比，它們在性能和特點(diǎn)上有很多優(yōu)勢，在某些場(chǎng)合使用時(shí)能使效果更加理想。0.320.450.801.200.200.504.755.501.101.750.801.20≤0.030≤0.030
H13模具鋼用于制造沖擊負荷大的鍛模、熱擠壓模和精鍛模；鋁、銅及其合金的壓鑄模具。這是從美國進(jìn)口的H13空氣淬火硬化熱作。模具鋼。其性能和用途與4Cr5MoSiV鋼基本相同，但由于釩含量較高，其中溫(600度)性能優(yōu)于4Cr5MoSiV鋼，因此進(jìn)行熱加工。模具鋼具有廣泛用途的代表性鋼種。
1000度(鹽浴)或1010度(爐控氣氛)6度加熱。
保溫515分鐘，空冷。
回火、退火和550±6度的熱加工；
H13重熔鋼具有較高的淬透性和抗熱裂性，碳和釩含量高，耐磨性好，韌性相對減弱，耐熱性好，高溫強度和硬度好，耐磨性和韌性高，綜合力學(xué)性能優(yōu)異，回火穩定性高。
鋼中的碳含量決定了淬火鋼的基體硬度。根據鋼中碳含量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線(xiàn)，H13模具鋼淬火硬度約為55HRC。對于工具鋼，鋼中的一部分碳進(jìn)入鋼基體，引起固溶強化。另一部分碳將與合金元素中的碳化物形成元素結合，形成合金碳化物。堆熱佐模具鋼這種合金除了有少量的殘余碳化物外，還需要在回火時(shí)彌散析出在淬火馬氏體基體上，產(chǎn)生二次硬化現象。因此，熱加工由均勻分布的殘余合金碳化合物和回火馬氏體的結構決定。模具鋼的表現?？梢?jiàn)鋼中C的含量不能太低。
熱處理技術(shù)
1.預熱處理
等溫球化退火工藝為:860 ~ 890℃加熱2h，冷卻至740 ~ 760℃4h，冷卻至500℃左右出爐。
2.調質(zhì)處理
要求具有良好韌性的模具淬火工藝規范:加熱溫度為1020 ~ 1050℃，油冷或空冷，硬度為54 ~ 58 HRC要求模具淬火工藝規范以熱硬度為主，加熱溫度1050 ~ 1080℃，油冷，硬度56 ~ 58 HRC。
推薦回火溫度:530 ~ 560℃，硬度48 ~ 52 HRC回火溫度為560 ~ 580℃；硬度為47 ~ 49 HRC。
回火應進(jìn)行兩次。500℃回火時(shí)出現二次硬化峰，回火硬度更高，峰值約為55HRC，但韌性更差。因此，回火過(guò)程應避開(kāi)500℃左右。根據模具的需要，540 ~ 620℃回火較好。
淬火加熱要預熱兩次(600 ~ 650℃，800 ~ 850℃)，以減少加熱時(shí)的熱應力。
3.化學(xué)熱處理
H13鋼可通過(guò)氣體滲氮或氮碳共滲進(jìn)一步強化，但滲氮溫度不應高于回火溫度，以保證型芯的強度不會(huì )降低，從而提高模具的使用壽命。
鋼的化學(xué)成分
H13鋼是一種碳鉻鉬硅釩鋼，在世界上廣泛使用。與此同時(shí)，世界各地的許多學(xué)者對其進(jìn)行了廣泛的研究，并在探索其化學(xué)成分的改進(jìn)。鋼用途廣泛，特性?xún)?yōu)良，這主要是由鋼的化學(xué)成分決定的。當然，鋼中的雜質(zhì)元素必須減少。有數據顯示，當Rm為1550MPa時(shí)，材料的硫含量會(huì )從0.005%降低到0.003%，會(huì )使沖擊韌性提高13 J左右，顯然，NADCA
標準207-2003規定特級)H13鋼的硫含量小于0.005%，而優(yōu)等鋼的硫含量應小于0.003%S和0.015% p，下面分析H13鋼的成分。
碳:美國AISIH13，UNST20813，ASTM(更新版)H13和FED。
61的含碳量為(0.32±0.42)%。我國GB/T1299和YB/T094中的4Cr5MoSiV1和SM。
4Cr5MoSiV1的含碳量分別為(0.320.42)%和(0.320.45)%，分別與SKD61和AISIH13相同。特別是:NADCA，北美壓鑄協(xié)會(huì )。
標準207-90、207-97和2007-2003中H13鋼的碳含量為(0.370.42)%。
含5%Cr的H13鋼應具有較高的韌性，因此其C含量應保持在形成少量合金C化合物的水平。伍德亞特
Krauss指出，在870℃的Fe-Cr-C三元相圖上，H13鋼在奧氏體A和(A+M3C+M7C3)三相區的邊界處位置較好。C的相應含量約為0.4%。由于C或Cr含量的增加而具有更高耐磨性的A2和D2鋼也被標記用于比較。此外，重要的是保持C含量相對較低，使鋼的Ms點(diǎn)處于相對較高的溫度水平(H13鋼的Ms數據約為340℃)，這樣當鋼淬火至室溫時(shí)，可獲得以馬氏體為主、少量殘余A和殘余均勻分布的合金碳化物組織，回火后， 它可以獲得均勻的回火馬氏體組織。避免在工作溫度下使過(guò)多的殘余奧氏體轉變而影響工件的工作性能或變形。這些少量的殘余奧氏體應該在淬火后的兩次或三次回火中完全轉變。順便說(shuō)一下，H13鋼淬火后得到的馬氏體組織是板條M+少量片狀M+少量殘余A..國內學(xué)者對回火后M帶析出的細小合金碳化物也做了一些工作。
模具鋼分析
眾所周知，增加鋼中的碳含量會(huì )提高鋼的強度。模具鋼一般來(lái)說(shuō)，它會(huì )提高高溫強度、熱硬度和耐磨性，但會(huì )導致其韌性下降。學(xué)者們通過(guò)對比工具鋼產(chǎn)品手冊中各種H型鋼的性能，明確證明了這一觀(guān)點(diǎn)。一般認為，導致鋼的塑性和韌性下降的碳含量界限是0.4%。因此，要求人們在鋼的合金化設計中遵循以下原則:在保持強度的前提下，盡可能降低鋼的含碳量。有資料建議，當鋼的抗拉強度在1550MPa以上時(shí)，碳含量應為0.3%-0.4%。H13鋼的強度Rm為1503.1 MPa(在46 HRC下)和1937.5 MPa(在51 HRC下)。
對于需要更高強度的高溫作業(yè)模具鋼標準h13模具鋼采用的方法是在H13鋼成分的基礎上增加Mo含量或碳含量，這將在后面討論。當然，韌性和塑性略有下降是可以預期的。
鉻是合金工具鋼中更常見(jiàn)、更廉價(jià)的合金元素。美國的h型熱加工模具鋼鉻的含量在2%至12%的范圍內。在我國，合金工具鋼(GB/T1299)的37個(gè)鋼種是中國標準h13。模具鋼，除了8CrSi和9Mn2V，都含有Cr。鉻對鋼的耐磨性、高溫強度、熱硬度、韌性和淬透性有有益的影響。同時(shí)，它在基體中的溶解將顯著(zhù)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。此外，分析了Cr對0.3C-1Mn鋼回火性能的影響，添加量< 6%。
Cr有利于提高鋼的回火抗力，但未能構成二次硬化；含Cr ~ 6%的鋼在550℃淬火回火時(shí)，會(huì )出現二次硬化效應。人們對熱加工鋼感興趣模具鋼一般選擇添加5%的鉻。
工具鋼中的鉻一部分溶解在鋼中進(jìn)行固溶強化，另一部分與碳結合，根據鉻含量以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6的形式存在，從而影響鋼的性能。此外，還應考慮合金元素的相互作用。例如，當鋼中含有Cr>3%[14]時(shí)，Cr可以阻止V4C3的形成，延緩Mo2C的共格析出。V4C3和Mo2C是強化相，提高鋼的高溫強度和抗回火性能[14]，這種相互作用提高了鋼的熱變形抗力。
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。人們習慣用淬透性系數來(lái)表征它。一般來(lái)說(shuō)，中國現有的數據[15]只使用了格羅斯曼的數據。后來(lái)，Moser和Legate [16，22]進(jìn)一步工作，提出由C含量和奧氏體晶粒尺寸決定的基本淬透性直徑Dic和由合金元素含量決定的淬透性系數(如圖3所示)可用于計算合金鋼的理想臨界直徑Di，也可由下式近似計算:
didic×2.21 Mn×1.40 si×2.13 Cr×3.275 mo×1.47 ni(1)
(1)式中，各合金元素以質(zhì)量百分比表示。從這個(gè)公式中，人們對鉻、錳、鉬、硅和鎳對鋼淬透性的影響有了相當清楚的半定量認識。
鉻對鋼共析點(diǎn)的影響與錳相似。當Cr含量為5%左右時(shí)，共析點(diǎn)的C含量下降到0.5%左右。此外，Si、W、Mo、V和Ti的加入能顯著(zhù)降低共析點(diǎn)C的含量。因此，我們可以知道:動(dòng)火作業(yè)模具鋼和高速鋼同樣屬于過(guò)共析鋼。共析C含量的降低會(huì )增加奧氏體組織和更終組織中合金碳化物的含量。
鋼中合金碳化合物的行為與其自身的穩定性有關(guān)。事實(shí)上，合金c-化合物的結構和穩定性與相應c-化合物形成元素的D-電子層和S-電子層的缺電子有關(guān)[17]。隨著(zhù)缺電子的減少，金屬的原子半徑減小，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-化合物的穩定性降低，其對應的熔化溫度和溶解溫度在降低，其生成自由能的值減小，對應的硬度值降低。面心立方晶格的VC碳化物穩定性高，在℃左右開(kāi)始溶解，在1100℃以上開(kāi)始大量溶解(溶解結束溫度為1413℃)[17]； 它在℃回火時(shí)析出，不易聚集長(cháng)大，可用作鋼中的強化相。中等碳化物形成元素w
由莫和莫組成的和MC。
碳化物具有緊密堆積和簡(jiǎn)單的六方晶格，穩定性差，硬度高，熔點(diǎn)和溶解溫度高，在該溫度范圍內仍可作為鋼的強化相標準h13。模具鋼。M23C6(如Cr23C6等。)具有復雜的立方晶格，穩定性較差，結合強度較弱，熔點(diǎn)和溶解溫度較低(1090℃時(shí)溶于A(yíng)中)，穩定性較高(如(CrFeMoW)23C6)只有在少數耐熱鋼中綜合合金化后才能作為強化相。M7C3具有復雜的六方結構(如Cr7C3、
Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)的穩定性更差。它和Fe3C碳化物一樣容易溶解和析出，且聚集生長(cháng)速率大，不能作為高溫強化相[17]。
我們可以從Fe-Cr-C三元相圖中簡(jiǎn)單地了解H13鋼中的合金碳化物相。根據700℃[1820]和870℃[9]的Fe-Cr-C三元等溫截面相圖，在含0.4%的鋼中，隨著(zhù)Cr含量的增加，會(huì )出現(FeCr)3C(M3C)和(CrFe)7C3(M7C3)的合金碳化物。注意，M23C6僅在870℃圖上Cr含量大于11%時(shí)出現。另外，根據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)下為α相(約1%Cr)和(CrFe)7C3合金碳化物。加熱到791℃以上，奧氏體A形成并進(jìn)入(α+A+M7C3)三相區，在795℃左右進(jìn)入(A+M7C3)兩相區。在970℃左右，(CrFe)7C3消失，進(jìn)入單相A區。當基體中C含量小于0.33%時(shí)，(M7C3+M23C6和A)三相區僅在793℃左右存在，在796℃(0.30% C時(shí))進(jìn)入(A+M7C3)區， 然后保持液相。鋼中殘留的M7C3可以阻止A晶粒的生長(cháng)。Nilson提出，對于含1.5%C-13%Cr的合金，亞穩定(CrFe)23C6沒(méi)有形成[20]。當然，單獨分析鐵鉻碳三元系會(huì )有一定偏差，要考慮添加合金元素的影響。蘇州東锜公司始終堅持以質(zhì)量求生存、顧客至上的信念和“追求卓越、創(chuàng )造精品”的經(jīng)營(yíng)理念，誠信、實(shí)力和產(chǎn)品質(zhì)量獲得業(yè)界的認可。我們將以?xún)?yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和合理的價(jià)格，竭誠為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，與您一起取得更好的經(jīng)濟效益。歡迎各界朋友蒞臨參觀(guān)、指導和業(yè)務(wù)洽談。我們將竭誠為您服務(wù)，共創(chuàng )美好未來(lái)。
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