熱作模具鋼h13的化學(xué)成分與熱處理工藝的探(編輯修改稿)
2024-11-23 13:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 可使屈服強(qiáng)度增加又使冷脆轉(zhuǎn)變溫度變化最小的合金元素。 錳是弱碳化物形成元素 ,它可溶入滲碳體中形成合金滲碳體 (Fe,Mn)3C,其形成可降低系統(tǒng)的自由能 ,即取于更穩(wěn)定狀態(tài)（注意 Fe3C 中的 Fe可全部為Mn所取代 ,而 Cr只可在 Fe3C 中固溶 18～ 20%）。錳溶入奧氏體中能強(qiáng)烈增加鋼的淬透性 ,同時強(qiáng)烈降低鋼的 Ms 點(diǎn)。 Mn 加入鋼中使 Ac Ac Ar1 和 Ar3 降低，這與細(xì)化 鐵素體 和珠光體相聯(lián)系，又會減薄碳化 物片 , 對 FP型鋼的強(qiáng)化起積極作用。同時有資料介紹Mn和 Ni類似有提高鋼的韌性的作用。 H13型二次硬化型模具鋼，其含 Mn量在～ %范圍。對改進(jìn)型熱作模具鋼成明顯對照。 、 Si: 硅是一個對 鐵素體 進(jìn)行置換固溶強(qiáng)化非常有效的元素 ,但同時在一定程度上降低鋼的韌度和塑性。一般都將 Si 限制在鋼脫氧需要的范圍內(nèi)。如果將 Si作為合金元素加入鋼中 ,其量一般≮ %。 置換固溶強(qiáng)化一般引起鐵的球面對稱畸變 ,它能與刃形位錯產(chǎn)生彈性交互作用，一般不與螺形位錯產(chǎn)生交互作用而阻止其運(yùn)動。這樣它 與 C、 N原子的間隙固溶強(qiáng)化相比屬于弱強(qiáng)化。 Si 也為提高回火抗力的有效元素。 Si降低碳在 鐵素體 中的擴(kuò)散速度，使回火時析出的碳化物不易聚集，增加回火穩(wěn)定性。另外， Si 雖然不推遲ε碳化物的生成，但它可固溶于ε碳化物，并提高其穩(wěn)定性，延遲ε→θ轉(zhuǎn)變。第一類回火脆性與ε→θ轉(zhuǎn)變和沿馬氏體條間界分布形成連續(xù)薄膜有關(guān)，延遲ε→θ轉(zhuǎn)變便意味著提高第一類回火脆性發(fā)生溫度或抬高回火溫度 硬度曲線，可使回火馬氏體的ε碳化物與基體保持共格和均勻分布，使回火馬氏體保持有良好的強(qiáng)韌性配合。有資料表明，含 1%Si 相應(yīng)可提高回火溫 度 30～ 50℃，對， Si量從 %提高至 %可在 550～ 650℃回火時獲得較高硬度。但是， Si加入量過多，會使碳化物聚集的過時效速度增大，以至于難以控制，這樣，其加入量限制在 %是比較合適。另外， Si易使鋼呈現(xiàn)帶狀組織，使鋼的橫向性能比縱向性能差，也使鋼的脆性轉(zhuǎn)折溫度升高； Si 還具有促進(jìn)鋼的脫碳敏感性；但 Si 有利于高溫抗氧化性的提高。熱作模具鋼 H13 鋼中含Si量為 ～ %，屬含較高 Si量的鋼。 、 Mo： Mo溶于 Fe 中也具固溶強(qiáng)化的作用， Mo溶解于 A 中能提高鋼的淬透性， Mo明顯推遲珠光體轉(zhuǎn)變，但對貝氏體轉(zhuǎn)變的影響不大，具體表現(xiàn)為：在鋼中只要加入 ～ %的鉬，便足以使珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變的區(qū)域分開。 Mo是作為使鋼具有二次硬化的主要合金元素加入的，普遍認(rèn)為，這是由于在回火時馬氏體中析出 Mo2C 造成。 Mo 可與 C形成 Mo2C 和 MoC 合金碳化物，還可隨回火溫度升高轉(zhuǎn)變?yōu)?Mo6C。具有六方點(diǎn)陣的 Mo2C 在馬氏體板條內(nèi)，亞晶界上以平行的細(xì)針狀（二維為層 片狀 ）析出，顯然，這種析出必須按單獨(dú)形核機(jī)制。 Mo2C和基體共格，從而導(dǎo)致二次硬化。 Mo2C 形 成初期是 Mo 和 C 原子沿馬氏體的﹛ 100﹜面偏聚，形成象 AlCu 合金時效時出現(xiàn)的 GP區(qū)相似的組織。鋼中加入 W和 V形成 W2C， VC的合金碳化物，也會具有二次硬化作用。另外再加入 Cr 和 Co 可以強(qiáng)化二次硬化效應(yīng)。但要注意，為使鋼中 W和 V的碳化物溶解進(jìn)入 A中，需要采用較高的奧氏體化溫度，易引起奧氏體晶粒粗化而帶來不良影響。所以常以優(yōu)選 Mo 為最佳的二次硬化合金化元素。一般為了產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，要求 Mo的加入量不低于 %，加入 3%Mo時可取得接近極值的效果。當(dāng)加入量為 %～ %時，可獲得最合經(jīng)濟(jì)和有效的效 果。 Mo具有比 Cr更強(qiáng)烈的碳化物形成傾向，在 5%Cr 的熱作模具鋼中，
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