热作模具钢H13热处理技术研究

高温均质化、超细化处理是优质H13模块生产中的关键热处理技术。高温均质化处理可基本消除钢中的共晶碳化物，显著改善成分偏析；超细化处理可使H13组织得到细化，进一步提高性能均匀性。五钢新流程生产的P级H13(SWPH13)等向性明显改善，冲击韧性、热疲劳抗力显著提高。     

影响H13芯棒钢冲击韧性的因素分析

由于H13芯棒本身的特性及其特殊使用条件,冲击韧性是影响其使用寿命的主要因素。通过显微组织观察,分析了某厂所产H13芯棒钢冲击韧性低的原因。研究结果表明：枝晶偏析、带状偏析、液析碳化物及存在于晶界或马氏体边界的二次碳化物,是导致芯棒冲击韧性降低的主要原因。通过制定合理的电渣工艺,并采用高温扩散退火和大锻造比反复多向锻造,锻后及热处理后采用快冷,可避免上述问题的发生,从而达到提高芯棒冲击韧性的目的。     

锻造工艺对电渣重熔H13钢的组织及冲击性能的影响

利用金相显微镜、SEM等对不同锻造工艺条件下H13钢的组织及冲击性能进行了研究。结果表明,与"一镦一拔"工艺相比,采用"三镦三拔"工艺后,H13钢的显微组织及冲击性能有显著改善;组织中碳化物粒子分布更为均匀,晶粒细化,且无明显的带状偏析存在;横向冲击韧性增加至15.50 J/cm2,符合NADCA#207-2003标准中高级优质H13钢的要求。     

H13钢带状偏析演化规律研究

 针对H13钢中普遍存在的带状偏析现象,利用金相显微镜及SEM研究了H13钢不同状态带状偏析的演化规律。研究结果表明,H13钢退火态的带状偏析由枝晶偏析的热变形引起,表现为碳化物的球化程度、颗粒大小及分布的不均匀;退火组织的不均匀性直接影响H13淬火、回火态的组织均匀性,且退火组织中金属元素分布的不均匀及偏析带中存在的一次液析共晶碳化物一直保留到钢的回火状态,影响了H13钢的等向性;良好的退火组织是制造高品质H13热作模具钢的关键因素。     

稀土钇元素对H13模具钢组织及性能影响

通过组织观察和力学性能测试研究了重稀土钇对H13模具钢夹杂物、碳化物、力学性能及服役性能的影响.结果表明,添加稀土钇后,H13钢中液析碳化物尺寸减小,并由长棒状转变为块状,带状偏析程度明显降低;添加稀土钇对H13钢硬度影响较小,可显著提高H13钢的冲击韧性;模具服役后发现添加钇至H13钢能有效抑制早期模具开裂失效.     

冶炼工艺对H13钢组织和力学性能的影响

 研究了真空感应+电渣重熔、电炉+LF+VD两种特殊钢冶炼工艺对H13钢组织和力学性能的影响,结果表明：真空感应+电渣重熔冶炼对提高H13钢洁净度,降低H13钢中S、P含量,降低合金元素偏析有一定作用,在一定程度上提高了H13钢心部横向冲击韧性,但由于组织中大量一次碳化物的存在,制约着H13钢横向冲击韧性的提升。     

H13电炉大截面锻材技术开发

通过对H13电炉大截面锻材球化退火料显微组织检验，横向室温拉伸和冲击韧性检验，五害和气体元素分析，并用北美压铸协会高级H13钢验收标准进行对比分析，显示材料球化殊光体呈细小均匀分布，见不到碳化物网和贝氏体针。显微带状偏析达到“优质”档次，轻微的偏析带上见不到链状一次碳化物。材料的五害和气体元素含量很低，材料延展性和韧性俱佳。大部分指标接近高级H13钢验收标准，综合水平与钢包精炼相当。     

影响H13热作模具钢等向性的因素

 通过显微组织和断口分析并与化学成分分析和力学性能测试相结合的方法,研究了H13钢铸态组织特征、碳化物类型和分布对等向性能的影响。结果表明：在冷却过程中,H13钢铸锭会产生严重的宏观元素偏析,在铸锭的个别区域,特别是最后凝固的中心区域,出现的少量不平衡亚稳定共晶碳化物、宏观偏析严重的铸态组织经变形而形成的带状组织、缓慢冷却形成的二次碳化物网是影响H13钢等向性的主要因素。     

H13热作模具钢中液析碳化物的研究进展

从凝固偏析理论、凝固方法、生产工艺及合金设计等方面,综述了H13钢中液析碳化物的研究进展,阐明了H13钢的生产工艺对液析碳化物析出的影响.H13钢中的液析碳化物是由于凝固偏析而在枝晶间区域产生的,根据形貌的不同可分为多边形、长条形、块状及共晶的层片状;根据结构不同可分为MC型、M₆C型、M₇C₃或M₂₃C₆型;根据成分的不同可分为富Mo型、富V型和富Ti、Nb型.H13钢在服役过程中,受外力作用时会在液析碳化物处形成裂纹,严重降低材料的韧性,控制液析碳化物的数量和尺寸可以减小其危害.工业生产条件下控制H13钢中液析碳化物的主要手段有凝固控制、变质处理、铸锭高温扩散和合金成分优化等.其中凝固过程控制及变质处理可以控制液析碳化物的尺寸、数量及在凝固过程中的生成时机,但无法完全避免液析碳化物的产生.对H13钢进行合金成分优化可以改变液析碳化物的稳定性.铸锭高温扩散是控制H13钢中液析碳化物的最主要手段,但工业生产中采用的具体加热温度和保温时间有待进一步研究.      

热作模具钢H13圆棒生产实践

介绍了某厂生产热作模具钢H13圆棒炼钢、锻造、热处理工艺,对产品的冲击韧性、带状组织、显微组织等性能指标进行了检测。并对生产中常出现的带状偏析和显微组织不合缺陷产生的原因进行了分析,根据分析,采取控制材料化学成分、制定合理的冶炼、锻造变形制度,适当延长钢锭加热保温时间,锻后退火、超细化处理及高温回火等工艺措施,减少或消除了上述缺陷,获得了优质的H13圆棒。     

Microstructure and Properties of Hot Working Die Steel H13MOD

Compared with H13 steel, the influences of different heat treatment process on the microstructure and properties of the new type of hot working die steel H13MOD were studied. The results show that the complete austenitizing temperature of H13MOD is around 1030 °C and the quenching hardness achieves the maximum value at this temperature. While for H13, the complete austenitizing temperature is above 1100 °C and the quenching hardness rise constantly with the quenching temperature increasing. In quenching process, the undissolved MC carbides can prevent the coarsening of grain in both steels. With the rise of quenching temperature, when MC carbides dissolve completely, the grain grows quickly. The hardness and strength of H13MOD at higher tempering temperature (above 570 °C) are nearly the same as those of H13, but its toughness is higher than that of H13. Mo₂ C carbide is the main strengthening phase in H13MOD, which is attributed to the higher content of Mo. The quantity of VC eutectic carbides is reduced because of lower content of V in H13MOD, which plays an important role in enhancing the impact toughness of H13MOD. Under a certain strength condition, H13MOD steel can be used in the environment that higher toughness is required and the service life of die casting mold can be improved.     

Effect of RE－Al－N on Structures and Properties of M2 Cast High Speed Steel

M 2highspeedsteel (M 2steel)isamaterialwidelyusedintoolsanddies[1,2 ] .M 2steelischarac terizedbyalongsolidificationrangeandcomplexeu tecticreactions ,whichresultsinsegregationofalloy ingelementsandformationofseveraldifferenttypesofcarbidesduringsolidification[3,4 ] .Forconventionallyprocessedhigh speedsteels ,itisinevitablethatacoarsecarbidenetworkwillbeformedduringsolidifi cation .Coarseprimarycarbidestendtoresultinun evencarbidebandsdistributionafterasubstantialamountofhotprocessing[5] .Ma…     

Influence of Thermal Homogenization Treatment on the Structure and Impact Toughness of H13 ESR Steel

 High levels of isotropy and homogeneous structure are very important criterion for high quality H13 hot work steel. In this paper, the cast microstructure of H13 ESR ingot and the influence of high temperature diffusion treatment on the structure and impact toughness have been investigated. The results show that: the dendrite arm spacing gradually becomes wide from the surface to the center of ingot and the interdendritic segregation areas always exist large primary carbides particles; by means of high temperature diffusion treatment of ingot prior to hot forging, the banded segregation is nearly eliminated, the annealed structure is more uniform and the isotropy properties have been improved remarkably.     

合金碳化物对剪板机刃具钢HM的组织和性能的影响

试验研究了HM钢(%:0.48C、5.1Cr、2.0Mo、1.0V、2.0W)和H13钢(%:0.38C、5.1Cr、1.4Mo、1.0V)的组织、冲击韧性和耐磨性。结果表明,HM钢中W、Mo元素含量较H13钢高,存在更多未溶碳化物阻碍奥氏体晶粒长大,细化晶粒,使平均冲击值比H13钢提高35.5%;HM钢高温回火时,马氏体基体弥散析出更多的碳化物,二次硬化效果显著,平均耐磨性比H13钢提高34.8%。     

H13钢中一次碳化物的特征及控制进展

首先结合H13钢的成分特点肯定了H13钢优异的材料性能,随后总结了一次碳化物与H13钢使用寿命之间的关系。进一步系统地论述和研究了H13钢中一次碳化物的特征,包括二维和三维形貌、热稳定性、析出机理等。最后对比了4种H13钢中一次碳化物的控制手段,包括成分优化、冷速控制、Mg处理和稀土处理。相关论述和研究工作能够对钢中一次碳化物的合理优化起到一定的启发作用。      

Influence of Cerium on Solidification Microstructure of M2 High Speed Steel

Ｏｖｅｒｔｈｅｐａｓｔｄｅｃａｄｅｓ,ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｔｏｈｉｇｈｓｐｅｅｄｓｔｅｅｌｈａｓｂｅｅｎｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ,ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓｈａｖｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｉｎｆｌｕｅｎｃｅ[1～3]:ａｌｌｅｖｉａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｏｆｏｘｙｇｅｎ,ｓｕｌｐｈｕｒａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｌｏｎｇｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ;ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈ…