H13模具鋼是國內外應用很廣的熱作模具鋼種。
國內H13鋼常用的冶煉方法有電爐冶煉+電渣重熔和電爐冶煉+爐外真空精煉。電渣冶煉對控制H13鋼潔凈度、組織均勻性等具有很重要的作用,是生產高品質H13鋼的重要環節。相對而言,電爐冶煉成本較低,并且采用LF+VD等精煉方法也能生產出S、P含量較低(≤0.003%S、≤0.015%P)的H13鋼。
國內生產實踐證明,采用電爐冶煉生產的H13鋼橫向韌性較低,不能達到NADCA#207-2003《北美模鑄協會H13顯微組織評級圖》標準。而國外部分先進特殊鋼廠使用電爐冶煉也能生產出橫向韌性較高的H13鋼。因此,需要對電渣及電爐冶煉的H13鋼進行對比研究。
對H13模具鋼的組織和性能進行研究,H13電爐鋼和電渣鋼的區別如下:
由于冶煉的方法不同,H13電爐鋼與電渣鋼相比,
1.電爐鋼致密性差,純凈度較低;
2.退火態帶狀偏析嚴重,退火組織不均勻;
3.較多液析碳化物經過淬、回火后未發生變化;在沖擊試驗中,鏈狀液析碳化物聚集的地方易產生開裂,斷口上表現為橫向條紋,導致韌性較低。
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主要用作熱鍛壓模、熱擠壓模和鋁合金壓鑄模。
H13模具鋼化學成分及其作用
H13鋼屬C-Cr-Mo-Si-V型鋼,牌號4Cr5MoSiV1。
碳(C)為0.32~0.45%,硅(Si)為0.80~1.20%,錳(Mn)為0.20~0.50%,鉻(Cr)為4.75~5.50%,釩(V)為0.80~1.20%,鉬(Mo)為1.10~1.75%,硫(S)允許殘余含量≤0.030%,磷(P)允許殘余含量≤0.030
部分化學成分作用如下:
1.鋼中增加碳含量將提高鋼的強度,對熱作模具鋼而言,會使高溫強度、熱態硬度和耐磨損性提高,但會導致其韌度的降低。所以,在保持強度前提下要盡可能降低鋼的含碳量。
2.鉻對鋼的耐磨損性、高溫強度、熱態硬度、韌度和淬透性都有有利的影響,同時它溶入基體中會顯著改善鋼的耐蝕性能。
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