H13钢均质化和球化退火工艺的研究.docx

文章编号:2095－2295(2011)04－0322－04*钢均质化和球化退火工艺的研究H13挺，刘宗昌，邬富宝李(内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010)关键词:H13钢;均质化处理;球化退火中图分类号:TG156.2文献标识码:A摘要:H13钢带状组织和液析碳化物的存在难以获得良好的球化组织，并对最终高温淬火+回火组织性能产生不良影响.通过高温均质化处理，消除了液析碳化物，减轻了带状偏析，获得了均匀细小的球化组织.与瑞典H13钢球化组织对比，显著提高了球化退火质量.ResearchonhomogenizingandsphericalannealingofH13steelLITing，LIUZong-chang，WUFu-bao(MaterialandMetallurgySchool，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China)Keywords:H13steel;homogenizing;spheroidizingAbstract:Itisdifficulttoobtaingoodspheroidizingstructurewiththeexistenceofbandedsegregationandliquid-extractioncarbidesinH13steel，whichinfluencestheperformanceofthequenchingandthetemperingmicrostructure．Aftertheprocessofhightemperaturehomogenizingtreatment，thebandedsegregationwasdecreasedtoagreatexistentandtheliquid-extractioncarbideswereeliminated．ThequalityofspheroidizingstructureinH13steelwasimprovedobviouslycomparedwiththatoftheSwedenH13．可很大程度上提高其淬火回火态性能［1］.美国AISIH13钢是一种常用的热作模具钢，属于过共析钢，广泛地应用于压铸铝合金、镁合金及锌合金等轻合金，与我国牌号4Cr5MoSiV1钢相近，由于其良好的淬透性和热硬性，成为使用最广泛的热作模具钢.同国外H13钢相比，我国国产H13钢的疲劳强度、冲击韧性及其等向性均与进口H13钢存在差距，带状偏析和液析碳化物是影响国产H13钢性能的重要冶金质量缺陷.带状偏析是钢液经电渣重熔后冷却时，钢液中分配系数小于1的合金元素和杂质元素不断从树枝晶析出，在枝晶间最后凝固的部分富集碳及合金元素，锻轧过程中沿热加工方向伸展为带状，合金元素分布越不均匀，带状偏析越严重.凝固后还会形成大的块状未溶碳化物，称为液析碳化物.H13钢常规热处理为1010～1040℃淬火+580℃和600℃回火2次，淬火前获得细小均匀的球化组织1试验材料及方法试验以我国某厂生产的H13钢为研究用钢，其化学成分见表1.表1H13钢的化学成分(质量分数，%)Table1CompositionofH13steelCSiMnCrMoVPS0．370．950．315．151．280．860．0120．003采用钼丝切割机切取规格为20mm×20mm×15mm试样.首先取一试样进行锻轧态组织观察，再将另一试样采用如图1(a)工艺高温均质化处理，根据已测的H13钢退火用TTT曲线［2］，对两个H13*收稿日期:2011－10－11作者简介:李挺(1986－)，男，内蒙古包头人，内蒙古科技大学硕士研究生.李挺，等:H13钢均质化和球化退火工艺的研究323钢试样一同进行等温球化退火，工艺如图1(b)所示，分别观察两种球化组织.并评定其球化组织.金相显微组织在Axiovert25型蔡司金相显微镜上观察分析;球化组织采用OLYMPUS激光共聚焦显微镜(LEXT)、扫描电镜(SEM)进行评定;硬度测定在69-1型洛氏硬度计上进行测量，载荷980N，加载时间10s，为对比方便通过硬度对照表将其转换22．1试验结果及分析均质化退火2．1．1改善带状组织钢锭凝固形成的枝晶偏析在锻轧过程中沿热加工方向重新分布，形成带状偏析，由于合金元素不均导致抗侵蚀能力不同，呈图2所示明暗相间的“带状组织”.为布氏硬度.酸酒精溶液.侵蚀剂为硝酸的质量分数为4%的硝“带状组织”是H13钢等模具钢常见冶金缺陷.(a)和(b)分别为“带状组织”的横截面和纵截面.图2图1热处理工艺Fig．1Schematicofheattreatment(a)均质化退火;(b)球化退火图2H13带状组织的横向(a)