H13化學(xué)成分中碳含量的深入研究
發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 09:55:06
H13化學(xué)成分中碳含量的深入研究
H13模具鋼在世界上的應(yīng)用極其普遍，同時(shí)各國(guó)許多學(xué)者對(duì)它進(jìn)行了廣泛的研究，因?yàn)殇摰膽?yīng)用廣泛和具有優(yōu)良的特性，主要由鋼的化學(xué)成分決定的。下面對(duì)H13鋼的成分中碳含量加以分析。
1、國(guó)際碳含量的標(biāo)準(zhǔn)
美國(guó)AISI標(biāo)準(zhǔn)的H13含碳量都規(guī)定為（0.32~0.45）%，是所有H13鋼中含碳量范圍更寬的。我國(guó)GB/T1299和YB/T094中4Cr5MoSiV1和SM4Cr5MoSiV1的含碳量為（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分別與SKD61和美國(guó)AISIH13相同。
2、碳含量的分析
鋼中含碳量決定淬火鋼的基體硬度，按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線可以道，H13鋼的淬火硬度在55HRC左右。對(duì)工具鋼而言，鋼中的碳一部分進(jìn)入鋼的基體中引起固溶強(qiáng)化。另外一部分碳將和合金元素中的碳化物形成元素結(jié)合成合金碳化物。對(duì)熱作模具鋼，這種合金碳化物除少量殘留的以外，還要求它在回火過(guò)程中在淬火馬氏體基體上彌散析出產(chǎn)生兩次硬化現(xiàn)象。從而由均勻分布的殘留合金碳化合物和回火馬氏體的組織來(lái)決定熱作模具鋼的性能。由此可見(jiàn)，鋼中的含C量不能太低。
含5%Cr的H13鋼應(yīng)具有高的韌度，故其含C量應(yīng)保持在形成少量合金C化物的水平上。有人指出在870℃的Fe-Cr-C三元相圖上，H13鋼的位置在奧氏體A和（A+M3C+M7C3）三相區(qū)的交界位置處較好。相應(yīng)的含C量約0.4%。另外重要的是，保持相對(duì)較低的含C量是使鋼的Ms點(diǎn)取于相對(duì)較高的溫度水平（H13鋼的Ms一般資料介紹為340℃左右），使該鋼在淬冷至室溫時(shí)獲得以馬氏體為主加少量殘余A和殘留均勻分布的合金C化物組織，并經(jīng)回火后獲得均勻的回火馬氏體組織。避免使過(guò)多殘余奧氏體在工作溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)變影響工件的工作性能或變形。
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、熱硬度和耐磨損性提高，但會(huì)導(dǎo)致其韌度的降低。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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