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　　H13屬于動火作業(yè)。模具鋼，是在碳鋼基礎(chǔ)上添加合金元素形成的鋼種，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T。

　　硬度:退火，245 ~ 205 HB，淬火，≥50HRC。

　　布氏硬度HBW10/3000(≤235)

　　H13鋼是一種應(yīng)用廣泛且具有代表性的熱作。模具鋼種，其主要特征是:

　　(1)具有高淬透性和高韌性；

　　(2)優(yōu)異的抗熱裂性，可在工作場所水冷；

　　(3)耐磨性適中，可通過滲碳或滲氮工藝提高表面硬度，但抗熱裂性略有下降；

　　(4)由于碳含量低，回火時的二次硬化能力差；

　　(5)在較高溫度下具有抗軟化性，但在使用溫度高于540℃(1000℉)(即工作溫度為540℃)時硬度迅速下降；

　　(6)熱處理變形小；

　　(7)中高切削性能；

　　(8)中等抗脫碳性。

　　更了不起的是，它還可以用來制造航空工業(yè)中的重要部件。

　　用法和9CRWMN模具鋼基本相同，但由于釩含量較高，其中溫(600度)性能優(yōu)于4Cr5MoSiV鋼，而且是熱加工的。模具鋼具有廣泛用途的代表性鋼種。

　　H13模具鋼用于制造沖擊負(fù)荷大的鍛模、熱擠壓模和精鍛模；鋁、銅及其合金的壓鑄模具。

　　CSiMnCrMoVPS

　　0.320.450.801.200.200.504.755.501.101.750.801.20

　　≤0.030≤0.03

　　淬火:790±15℃預(yù)熱，1000℃(鹽浴)或1010℃(爐控氣氛)±6℃加熱，保溫515分鐘，550±6℃空冷。

　　回火；退火和熱加工；

　　H13鋼是一種碳鉻鉬硅釩鋼，在世界上廣泛使用。與此同時，世界各地的許多學(xué)者對其進(jìn)行了廣泛的研究，并在探索其化學(xué)成分的改進(jìn)。鋼用途廣泛，特性優(yōu)良，這主要是由鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)然，鋼中的雜質(zhì)元素必須減少。有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)Rm為1550MPa時，材料的硫含量將從0.005%降低到0.003%，這將使沖擊韌性提高約13j·NADCA

　　標(biāo)準(zhǔn)207-2003規(guī)定特級)H13鋼的硫含量小于0.005%，而優(yōu)等鋼的硫含量應(yīng)小于0.003%S和0.015% p，下面分析H13鋼的成分。

　　H13碳:美國AISIH13，UNST20813，ASTM(版)H13和FED。

　　H13鋼的碳含量為(0.320.45)%，這是所有H13鋼的碳含量的一個寬范圍。德國X40CrMoV5-1和1.2344的含碳量為(0.370.43)%，德國DIN17350和X38CrMoV5-1的含碳量為(0.360.42)%。日本SKD

　　61的碳含量為(0.32±0.42)%。我國GB/T1299和YB/T094中的4Cr5MoSiV1和SM。

　　4Cr5MoSiV1的含碳量分別為(0.320±0.42)%和(0.320±0.45)%，分別與SKD61和AISI不同。

　　H13也是一樣。特別是:NADCA，北美壓鑄協(xié)會。

　　標(biāo)準(zhǔn)207-90、207-97和2007-2003中H13鋼的碳含量為(0.370.42)%。

　　鋼中的碳含量決定了淬火鋼的基體硬度。根據(jù)鋼中碳含量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線可知，H13鋼的淬火硬度約為55HRC。對于工具鋼，鋼中的一部分碳進(jìn)入鋼基體，引起固溶強(qiáng)化。另一部分碳將與合金元素中的碳化物形成元素結(jié)合，形成合金碳化物。堆熱佐模具鋼除少量殘余物外，這種合金的碳化物是h13強(qiáng)而韌。模具鋼還要求在回火時彌散析出在淬火馬氏體基體上，產(chǎn)生兩種硬化現(xiàn)象。因此，熱加工由均勻分布的殘余合金碳化合物和回火馬氏體的結(jié)構(gòu)決定。模具鋼的表現(xiàn)。可見鋼中C的含量不能太低。

　　含0.5%Cr的H13鋼應(yīng)具有較高的韌性，因此其C含量應(yīng)保持在形成少量合金C化合物的水平。伍德亞特

　　Krauss指出，在870℃的Fe-Cr-C三元相圖上，H13鋼在奧氏體A和(A+M3C+M7C3)三相區(qū)的邊界處位置較好。C的相應(yīng)含量約為0.4%。由于C或Cr含量的增加而具有更高耐磨性的A2和D2鋼也被標(biāo)記用于比較。此外，重要的是保持C含量相對較低，使鋼的Ms點(diǎn)處于相對較高的溫度水平(H13鋼的Ms數(shù)據(jù)約為340℃)，這樣當(dāng)鋼淬火至室溫時，可獲得以馬氏體為主、少量殘余A和殘余均勻分布的合金碳化物組織，回火后， 它可以獲得均勻的回火馬氏體組織。避免在工作溫度下使過多的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變而影響工件的工作性能或變形。這些少量的殘余奧氏體應(yīng)該在淬火后的兩次或三次回火中完全轉(zhuǎn)變。順便說一下，H13鋼淬火后得到的馬氏體組織是板條M+少量片狀M+少量殘余A..國內(nèi)學(xué)者對回火后M帶析出的細(xì)小合金碳化物也做了一些工作。

　　眾所周知，增加鋼中的碳含量會提高鋼的強(qiáng)度。模具鋼一般來說，它會提高高溫強(qiáng)度、熱硬度和耐磨性，但會導(dǎo)致其韌性下降。學(xué)者們通過對比工具鋼產(chǎn)品手冊和文獻(xiàn)中各種H型鋼的性能，已經(jīng)明確證明了這一觀點(diǎn)。模具鋼。一般認(rèn)為，導(dǎo)致鋼的塑性和韌性下降的碳含量界限是0.4%。因此，要求人們在鋼的合金化設(shè)計中遵循以下原則:在保持強(qiáng)度的前提下，盡可能降低鋼的含碳量。有資料建議，當(dāng)鋼的抗拉強(qiáng)度在1550MPa以上時，碳含量應(yīng)為0.3%-0.4%。H13鋼的強(qiáng)度Rm為1503.1 MPa(在46 HRC下)和1937.5 MPa(在51 HRC下)。

　　對于需要更高強(qiáng)度的高溫作業(yè)模具鋼采用的方法是在H13鋼成分的基礎(chǔ)上增加Mo含量或碳含量，這將在后面討論。當(dāng)然，韌性和塑性略有下降是可以預(yù)期的。

　　2.2鉻:

　　鉻是合金工具鋼中常見的廉價合金元素。美國的h型熱加工模具鋼鉻的含量在2%至12%的范圍內(nèi)。我國合金工具鋼(GB/T1299)的37個鋼種中，除8CrSi和9Mn2V外，均含有Cr。鉻對鋼的耐磨性、高溫強(qiáng)度、熱硬度、韌性和淬透性有有益的影響。同時，它在基體中的溶解將顯著提高鋼的耐腐蝕性。H13鋼中含有Cr和Si會使氧化膜致密，提高鋼的抗氧化性。此外，分析了Cr對0.3C-1Mn鋼回火性能的影響，添加量< 6%。

　　Cr有利于提高鋼的回火抗力，但未能構(gòu)成二次硬化；含Cr ~ 6%的鋼在550℃淬火回火時，會出現(xiàn)二次硬化效應(yīng)。人們對熱加工鋼感興趣模具鋼一般選擇添加5%的鉻。

　　工具鋼中的鉻一部分溶解在鋼中進(jìn)行固溶強(qiáng)化，另一部分與碳結(jié)合，根據(jù)鉻含量以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6的形式存在，從而影響鋼的性能。此外，還應(yīng)考慮合金元素的相互作用，如當(dāng)鋼中含有鉻、鉬和釩時，Cr>3%。^[14]Cr可以阻止V4C3的形成，延緩Mo2C的共格沉淀。V4C3和Mo2C是強(qiáng)化相，提高鋼的高溫強(qiáng)度和抗回火性能。^[14]這種相互作用提高了鋼的耐熱變形性。

　　鉻溶解在鋼的奧氏體中以增加鋼的淬透性。像鉻一樣，鉻、錳、鉬、硅和鎳都是增加鋼的淬透性的合金元素。人們習(xí)慣用淬透性系數(shù)來表征它。一般來說，中國現(xiàn)有的數(shù)據(jù)[15]只使用了格羅斯曼的數(shù)據(jù)。后來，Moser和Legate [16，22]進(jìn)一步工作，提出由C含量和奧氏體晶粒尺寸決定的基本淬透性直徑Dic和由合金元素含量決定的淬透性系數(shù)(如圖3所示)可用于計算合金鋼的理想臨界直徑Di，也可由下式近似計算:

　　didic×2.21 Mn×1.40 si×2.13 Cr×3.275 mo×1.47 ni(1)

　　(1)式中，各合金元素以質(zhì)量百分比表示。從這個公式中，人們對鉻、錳、鉬、硅和鎳對鋼淬透性的影響有了相當(dāng)清楚的半定量認(rèn)識。

　　鉻對鋼共析點(diǎn)的影響與錳相似。當(dāng)Cr含量為5%左右時，共析點(diǎn)的C含量下降到0.5%左右。模具鋼。此外，Si、W、Mo、V和Ti的加入能顯著降低共析點(diǎn)C的含量。因此，我們可以知道:動火作業(yè)模具鋼和高速鋼同樣屬于過共析鋼。共析碳含量的降低會增加奧氏體中合金碳化物的含量，提高組織。

　　鋼中合金碳化合物的行為與其自身的穩(wěn)定性有關(guān)。事實上，合金c-化合物的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性與相應(yīng)c-化合物形成元素的D-電子層和S-電子層的缺電子有關(guān)[17]。隨著缺電子的減少，金屬的原子半徑減小，碳和金屬元素的原子半徑比rc/rm增大，合金C-化合物由間隙化合物變?yōu)殚g隙化合物，C-化合物的穩(wěn)定性降低，其對應(yīng)的熔化溫度和溶解溫度在降低，其生成自由能值降低，其對應(yīng)的硬度值降低。面心立方晶格的VC碳化物穩(wěn)定性高，在℃左右開始溶解，在1100℃以上開始大量溶解(溶解結(jié)束溫度為1413℃)[17]；在100℃回火時析出，不易聚集長大， 因此可用作鋼中的強(qiáng)化相。中等碳化物形成元素w

　　由莫和莫組成的和MC。

　　碳化物具有密集而簡單的六方晶格，穩(wěn)定性差，硬度高，熔點(diǎn)和溶解溫度高，在℃范圍內(nèi)仍可作為鋼的強(qiáng)化相。M23C6(如Cr23C6等。)具有復(fù)雜的立方晶格，穩(wěn)定性較差，結(jié)合強(qiáng)度較弱，熔點(diǎn)和溶解溫度較低(1090℃時溶于A中)，穩(wěn)定性較高(如(CrFeMoW)23C6)只有在少數(shù)耐熱鋼中綜合合金化后才能作為強(qiáng)化相。M7C3具有復(fù)雜的六方結(jié)構(gòu)(如Cr7C3、

　　Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)的穩(wěn)定性更差。它和Fe3C碳化物一樣容易溶解和析出，且聚集生長速率大，不能作為高溫強(qiáng)化相[17]。

　　我們可以從Fe-Cr-C三元相圖中簡單地了解H13鋼中的合金碳化物相。根據(jù)700℃[1820]和870℃[9]的Fe-Cr-C三元等溫截面相圖，在含0.4%的鋼中，隨著Cr含量的增加，會出現(xiàn)(FeCr)3C(M3C)和(CrFe)7C3(M7C3)的合金碳化物。蘇州東锜精密模具材料有限公司是一家專業(yè)從事國內(nèi)外知名專業(yè)的公司模具鋼材料銷售、大型銑床研磨板加工、真空熱處理于一體的模具企業(yè)，公司綜合實力雄厚，技術(shù)設(shè)備精良，配套設(shè)施齊全；并擁有一批技術(shù)精湛的工程師和一支經(jīng)驗豐富的售后服務(wù)隊伍，嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾頇C(jī)制。

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