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H13模具钢的化学成分分析
来源: | 作者:13963813331 | 发布时间: 2020-06-04 | 1674 次浏览 | 分享到:
H13模具钢的化学成分分析
　　H13模具钢的化学成分分析
　　模具钢
　　H13模具钢是一种在世界上广泛使用的碳铬钼硅钒钢。与此同时，许多国家的学者对其进行了广泛的研究，并在探索化学成分的改进。钢用途广泛，具有优异的性能，这主要取决于它的化学成分。当然，钢中的杂质元素必须减少。一些数据表明，当Rm为1550兆帕时，材料的硫含量从0.005%降低到0.003%，这将使冲击韧性增加约13J。显然，NADCA 207-2003规定优质H13模具钢的硫含量应低于0.005%，而优质模具钢的硫含量应低于0.003%硫和0.015%磷。H13钢的成分分析如下。碳:美国AISI H13、UNS T20813、美国材料试验学会H13(最新版)和FED QQ-T-570 H13钢的碳含量为(0.32~0.45)%，是所有H13钢中最宽的碳含量范围。德国的X40CrMoV5-1和1.2344含有(0.37~0.43)%，含碳量范围较窄。德国的DIN17350也含有x38cr mov 5-1(0.36 ~ 0.42)%。SKD 61在日本的碳含量为(0.32~0.42)%。GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量分别为(0.32~0.42)%和(0.32~0.45)%，分别与SKD61和AISI H13相同。特别是，H13钢的碳含量在北美压铸协会的NADCA 207-90、207-97和207-2003标准中规定为(0.37~0.42)%。
　　
　　H13模具钢化学成分钢中的碳含量决定了硬化钢的基体硬度。根据钢中碳含量与淬火钢硬度的关系曲线，H13钢的淬火硬度约为55HRC。对于工具钢，钢中的部分碳进入钢的基体，导致固溶强化。另一部分碳将与合金元素中的碳化物形成元素结合，形成合金碳化物。对于热作模具钢，这种合金碳化物需要在回火过程中分散和沉淀在淬火的马氏体基体上，以产生除少量残余碳化物之外的两种硬化现象。因此，热作模具钢的性能取决于均匀分布的残余合金碳化合物和回火马氏体的结构。因此，钢中的碳含量不能太低。
　　
　　含5%铬的H13模具钢应具有高韧性，因此其碳含量应保持在形成少量合金碳化合物的水平。伍德亚特和克劳斯指出，在870℃的铁-铬-碳三元相图上，H13钢在奥氏体A和(A+M3C+M3C 3)三相区的结合处较好。相应的碳含量约为0.4%。该图还显示了A2和D2钢具有更高的耐磨性，这是因为为了进行比较，增加了碳或铬的量以增加M7C3的量。此外，重要的是保持相对低的碳含量，以便在相对高的温度水平下获得钢的Ms点(H13钢的Ms一般数据被引入为大约340℃)，从而当钢被淬火至室温时，获得以马氏体为主要成分的合金碳结构，获得少量的残余A和残余均匀分布，并且在回火后获得均匀的回火马氏体结构。避免在工作温度下转化过多的残余奥氏体，影响工件的工作性能或变形。这些少量的残余奥氏体应该在淬火后的两三次回火过程中完全转变。顺便提一下，这里，H13钢淬火后获得的马氏体结构是板条M+少量片状M+少量残余物A。国内学者也研究了回火后板条M上析出的非常细小的合金碳化物。
　　
　　众所周知，增加H13模具钢化学成分钢中的碳含量将提高钢的强度。对于热作模具钢，它会提高高温强度、热硬度和耐磨性，但会导致其韧性降低。学者们通过比较工具钢产品手册中各种H型钢的性能，清楚地证明了这一观点。通常认为导致钢的塑性和韧性降低的碳含量极限是0.4%。因此，在钢的合金化设计中，人们需要遵循以下原则:在保持强度的前提下，尽可能降低钢的含碳量。一些数据表明，当钢的抗拉强度高于1550兆帕时，碳含量应为0.3%-0.4%。H13钢的强度Rm在文献中为1503.1兆帕(46千赫)和1937.5兆帕(51千赫)。
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