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預(yù)先熱處理市場(chǎng)上供應(yīng)的H13鋼鋼材和模坯,在鋼廠都已作好退火熱處理,了具有良好的金相組織,適當(dāng)?shù)挠捕?,良好的加工性,無(wú)需再進(jìn)行退火。但制造廠進(jìn)行改鍛后破壞了原來(lái)的組織和性能,增加了鍛造應(yīng)力,進(jìn)行重新退火。
鋼中合金C化物的行為與其自身的穩(wěn)定性有關(guān),實(shí)際上,合金C化物的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性與相應(yīng)C化物形成元素的d電子殼層和S電子殼層的電子欠缺程度相關(guān)[17]。隨著電子欠缺程度下降,金屬原子半徑隨之減小,碳和金屬元素的原子半徑比rc/rm增加,合金C化物由間隙相向間隙化合物變化,C化物的穩(wěn)定性減弱,其相應(yīng)熔化溫度和在A中溶解溫度降低,其生成自由能的值減小,相應(yīng)的硬度值下降。具有面心立方點(diǎn)陣的VC碳化物,穩(wěn)定性高,約在900~950℃溫度開(kāi)始溶解,在1100℃以上開(kāi)始大量溶解(溶解終結(jié)溫度為1413℃)[17];它在500~700℃回火過(guò)程中析出,不易聚集長(zhǎng)大,能作為鋼中強(qiáng)化相。中等碳化物形成元素W 、Mo形成的M2C和MC 碳化物具有密排和簡(jiǎn)單六方點(diǎn)陣,它們的穩(wěn)定性較差些,亦具較高的硬度、熔點(diǎn)和溶解溫度,仍可作為在500~650℃范圍使用鋼的強(qiáng)化相。M23C6(如Cr23C6等)具有復(fù)雜立方點(diǎn)陣,穩(wěn)定性更差,結(jié)合強(qiáng)度較弱,熔點(diǎn)和溶解溫度較低(在1090℃溶入A中),只有在少數(shù)耐熱鋼中經(jīng)綜合合金化后才有較高穩(wěn)定性(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)的穩(wěn)定性更差,它和Fe3C類(lèi)碳化物一樣很易溶解和析出,具有較大的聚集長(zhǎng)大速度,一般不能作為高溫強(qiáng)化相[17]。
等溫球化退火工藝為:860~890℃加熱保溫2h,降溫到740~760℃等溫4h,爐冷到500℃左右出爐。
C0.32~0.45,
Si0.80~1.20,
Mn0.20~0.50,
Cr4.75~5.50,
Mo1.10~1.75,
V0.80~1.20,
p≤0.030,
S≤0.030;
眾所周知,鋼中增加碳含量將提高鋼的強(qiáng)度,對(duì)熱作模具鋼而言,會(huì)使高溫強(qiáng)度、熱態(tài)硬度和耐磨損性提高,但會(huì)導(dǎo)致其韌度的降低。學(xué)者在工具鋼產(chǎn)品手冊(cè)文獻(xiàn)中將各類(lèi)H型鋼的性能比較很明顯證明了這個(gè)觀點(diǎn)。通常認(rèn)為導(dǎo)致鋼塑性和韌度降低的含碳量界限為0.4%。為此要求人們?cè)阡摵辖鸹O(shè)計(jì)時(shí)遵循下述原則:在保持強(qiáng)度前提下要盡可能降低鋼的含碳量,有資料已提出:在鋼抗拉強(qiáng)度達(dá)1550MPa以上時(shí),含C量在0.3%-0.4%為宜。H13鋼的強(qiáng)度Rm,有文獻(xiàn)介紹為1503.1MPa(46HRC時(shí))和1937.5MPa(51HRC時(shí))。
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