长城特钢H13分析

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H13钢的等温疲劳和热机械疲劳行为

H13钢的等温疲劳和热机械疲劳行为

2020年10月第44卷增刊2 Vol.44Suppl.2Oct.2020收稿日期:2020-07-20基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFB0300404);广东省重点领域研发计划项目(2020B010184002);省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室自主课题(SKLASS2019-Z016)作者简介:左鹏鹏,男,讲师,博士,主要从事模具钢研发与产业化、金属疲劳行为研究。

pengpengzuo@shu.edu.cnH13钢的等温疲劳和热机械疲劳行为左鹏鹏1,2,3,楼通海1,2,王笑驰1,2,朱振强1,2,吴晓春1,2,3(1.上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室,上海200444;2.上海大学材料科学与工程学院,上海200444;3.上大鑫仑材料科技(广东)有限公司,肇庆526105)摘 要:对H13钢进行等温疲劳和热机械疲劳试验,对比研究了其在不同应变幅(0.7%,0.9%和1.1%)下的疲劳行为。

结果表明:拉压对称的H13钢等温疲劳应力应变滞后回线关于原点对称,而热机械疲劳滞后回线不对称;H13钢在等温疲劳和热机械疲劳过程中持续循环软化,循环软化过程可大致分为初始不稳定、持续软化和失效3个阶段;应变幅越大,疲劳试样截面主裂纹根部宽度越大、扩展长度越长;相同应变幅下等温疲劳试样裂纹数量更多,主裂纹根部宽度更大,但主裂纹长度远低于热机械疲劳试样的;相同应变幅下等温疲劳试样回复现象更为明显,碳化物数量更多、尺寸更大。

关键词:H13钢;等温疲劳;热机械疲劳;疲劳行为中图分类号:TG142.1 文献标志码:A 文章编号:1000-3738(2020)增刊2-0011-07Isothermal Fatigue and Thermomechanical Fatigue Behavior of H13SteelZUO Pengpeng1,2,3,LOU Tonghai 1,2,WANG Xiaochi 1,2,ZHU Zhenqiang1,2,WU Xiaochun1,2,3(1.State Key Laboratory of Advanced Special Steel,Shanghai University,Shanghai 200444,China;2.College of Materials Science and Engineering,Shanghai University,Shanghai 200444,China;3.Shangda Xinlun Material and Technology(Guangdong)Co.,Ltd.,Zhaoqing 526105,China)Abstract:Isothermal fatigue and thermomechanical fatigue tests were carried out on H13steel,and itsfatigue behavior under different strain amplitudes(0.7%,0.9%and1.1%)was comparatively studied.The resultsshow that the H13steel isothermal fatigue stress-strain hysteresis loop was symmetric about the origin,while thethermomechanical fatigue hysteresis loop was asymmetric.H13steel continued to cyclically soften in the process ofisothermal fatigue and thermomechanical fatigue,and the cyclic softening process can be roughly divided into threestages,including initial instability,continuous softening and failure.The larger the strain amplitude,the larger theroot width and the longer the extension length of the main crack in the section of the fatigue specimen.Under thesame strain amplitude,there were more cracks in the isothermal fatigue specimen,and the width of the root of themain crack was larger,but the length of the main crack was much lower than that of the thermomechanical fatiguespecimen.Under the same strain amplitude,the recovery phenomenon of the isothermal fatigue specimen was moreobvious,and the number and the size of carbides was larger.Key words:H13steel;isothermal fatigue;thermomechanical fatigue;fatigue behavior0 引 言在当今世界汽车行业轻量化的大趋势下,铝合金因质量轻和性能好的优势被大量应用于汽车零件中[1]。

H13热作模具钢的化学成分及其改进和发展的研究

H13热作模具钢的化学成分及其改进和发展的研究

H13热作模具钢的化学成分及其改进和发展的研究模具钢的性能。

由此可见,钢中的含C量不能太低。

含5%Cr的H13钢应具有高的韧度,故其含c量应保持在形成少量合金C化物的水平上。

Woodyatt和Krausst刚指出,在870℃的Fe—Cr—C三元相图上,H13钢的位置在奥氏体A和(A+M3C+M7C。

)三相区的交界位置处较好。

相应的含C量约0.4%(见图1)[91。

图上还标出增加C或cr量使M,C,量增多,具有更高耐磨性能的A2和D2钢以作比较。

另外重要的是,保持相对较低的含c量是使钢的Ms点取决于相对较高的温度水平(H13钢的Ms一般资料介绍为340oC左右),使该钢在淬冷至室温时获得以马氏体为主加少量残余A和残留均匀分布的合金C化物组织,并经回火后获得均匀的回火马氏体组织。

避免使过多残余奥氏体在工作温度下发生转变影响工件的工作性能或变形。

这些少量残余奥氏体在淬火以后的两次或三次回火过程中应予以转变完全【2】。

在此顺便指出,H13钢淬火后得到的马氏体组织为板条M+少量片状M+少量残余A。

经回火后在板条状M上析出的很细的合金碳化物的照片可见图2191,国内学者也做了一定工作n4|。

零删抽UCr含量(%)图1Fe—Cr—C系870。

C水平截面部分相图图2H13钢淬火回火的TEM组织一一317—H13热作模具钢的化学成分及其改进和发展的研究WilsonR.Metal]argyandHeatTreatmentofToolSteels[M】.UK:McGraw—HillBookCompanyLimited,1975:378.蔡美良,丁惠麟,孟沪龙.新编工模具钢金相热处理【M】,北京:机械工业出版社,1998:333.HoneycombeRWK,eta1.,SteelsMicrostrnctureandProperties【M】.2th.Ed.London:EdwardArnold,1995:324.候增寿,卢光熙.金属学原理[M】,上海:上海科学技术出版社,1990:239.虞觉奇,等.二元合金状态图集【M】.上海:上海科学技术出版社,1987:712.王笑天.金属材料学【M】.北京:机械工业出版社,1987:303.万俪如,许昌淦.高强度及超高强度钢[M】.北京:机械工业出版社,1988:26.中国模具工业协会模具材料委员会.国内模具新钢种的开发概况[J】.锻造工业,2002(1):17.胡心彬,李麟,吴晓春.新型热作模具钢的合金成分设计[EB/OL】.ASSAB公司技术资料【R】.潘晓华,等.H13钢压铸模具的表面改性【J】-模具工程,2005(7):68.____——327。

H13钢退火态显微组织不合格原因分析

H13钢退火态显微组织不合格原因分析
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的渗碳体首先溶断溶解的碳原子向周围扩散然 后逐渐聚集长成球状 显然热处理条件相同时 不均匀的原始混合组织得到的球化退火态组织肯 定是不均匀的
偏析主要是电渣重熔均匀化退火锻造工艺 和固溶处理工艺不当等因素造成的 7!# 钢的含 碳量为 $=&9左右其合金元素总量达 (9碳及 合金元素易发生偏析在凝固过程中因选分结晶 的原因存在枝晶偏析尤其在凝固后期枝晶偏 析很严重电渣锭经锻造退火后呈贫碳区与富碳 区交替分布的带状组织& 在通常情况下7!# 钢经过电渣重熔后枝晶较细枝晶偏析和夹杂物 得到改善材质均匀致密 但若电渣工艺控制不 当也会出现较为严重的偏析现象 在电渣过程 中如果电流过大熔速过快渣池较深会造成凝 固速率减慢枝晶发达偏析严重) 弗莱明斯 研究 表 明+ 枝 晶 间 距 和 凝 固 时 间 存 在 如 下 关系 "".A ! " #! $#'!A % 式中! 为枝晶间距))#! #' 为常数由合金成 分确定%为局部凝固时间)35
9:材料及试验方法
材料采用某厂生产的 K!$ 钢#其 K!$ 钢工艺 流程为$ 电 炉 冶 炼 .炉 外 精 炼 .真 空 脱 气*模 铸*保护气氛电渣重熔*高温均质化处理*多向 锻造*细化 处 理*球 化 退 火 处 理*机 加 工*检 验. 成分如下表 ! 所示. 本文首先分析了不合格 品的组织特征#之后使用同种类材料对退火态组 织做了不同超细化处理冷却速度的组织再现试 验. 本研究采用的主要仪器及设备$X0H!!T!'' NI!8IT#用来 金 相 组 织 观 察 及 定 量 金 相 分 析% K,)("#,!*& +"" 扫描电镜 ! !0'" #!0' 微观分

H13钢退火态显微组织不合原因初探4

H13钢退火态显微组织不合原因初探4

H13钢退火态显微组织不合原因初探徐长征,张洪奎,续唯,赵亮,张恒(宝山钢铁股份有限公司 研究院,上海,201900)摘 要:本文通过金相显微镜、电子扫描显微镜和能谱分析等手段,详细分析了H13钢退火态组织不合格产品的显微组织,通过组织再现实验验证了显微组织不合格的原因,并提出了初步建议。

关键词:H13;退火;显微组织Analysis on Substandard Microstructure ofAnnealed H13 SteelXu Changzheng; Zhang Hongkui; Xu Wei; Zhao Liang Zhang Heng (Baosteel research institute, Baoshan Iron & Steel Co., Ltd., Shanghai, China, 201900)Abstract: In present paper, the microstructure of Substandard annealed H13 steel was analysed by means of metallographic microscope, scanning electron microscopy and EDS analysisin detail. The reason of substandard was verified by experiments. And put forward aninitial proposal for this kind product.Key word: H13; Annealing; Microstructure前言随着国内工业技术的进步,模具材料的开发与应用也得以飞速发展。

H13钢是热作模具钢的主要代表品种,由于其优良的淬透性、淬硬性和良好的室温、高温性能而广泛应用于要求高韧性和冷热疲劳抗力的压铸模、热锻压模和热挤模。

两种热作模具H13钢组织和性能研究

两种热作模具H13钢组织和性能研究

两种热作模具H13 钢组织和性能研究摘要:随着现代工业的迅速发展,热作模具在钢铁、汽车、冶金等行业中扮演了越来越重要的角色。

本文重点针对两种热作模具材料H13 钢的组织和性能进行了研究分析。

通过对比两种不同加工方式制备的H13 钢的组织结构和性能进行比较,揭示了不同加工方式对H13 钢微观组织和力学性能的影响,在提高模具的整体性能方面具有一定的借鉴意义。

关键词:热作模具;H13 钢;组织结构;力学性能前言:随着现代工业的发展,热作模具在钢铁、汽车、冶金等行业中的应用越来越广泛。

其中,H13 钢作为一种常见的模具材料,具有优良的高温强度、热疲劳抗力和磨损抗性等特点,被广泛应用于热作模具制造领域。

由于模具在使用过程中经常受到高温、高压等复杂环境的影响,因此模具的组织结构和力学性能对其使用寿命和加工效率有着重要的影响。

本文选取两种常见的加工方式(热处理和过冷处理)对H13 钢进行了研究,比较了不同加工方式对H13 钢的组织结构和力学性能的影响,为热作模具材料的选用和加工提供了一定的参考和借鉴意义。

一、H13 钢的组织结构和性能分析H13 钢是常见的热作模具材料之一,其主要成分为碳、铬、钼、钨、钴等元素。

在制备过程中,通过适当的合金设计和工艺流程控制,可以得到良好的力学性能和高温疲劳抗力。

1、H13 钢的组织结构H13 钢的组织结构主要由马氏体、余铁素和碳化物等组成。

其中,马氏体是一种具有高硬度和脆性的组织形态,是H13 钢的主要强化相;余铁素则具有较好的延展性和韧性,能够有效缓解马氏体的脆性;碳化物则是钢中主要的强化相之一,能够显著提高钢的硬度和热稳定性。

2、H13 钢的力学性能H13 钢具有良好的高温强度、热疲劳抗力和耐磨性等特点,使其成为热作模具材料的理想选择。

具体的力学性能如下:(1)抗拉强度:H13 钢的抗拉强度为1460MPa,表明其具有很高的强度和韧性,能够承受大的拉伸应力。

(2)屈服强度:H13 钢的屈服强度为1260MPa,是其材料强度的重要参数,直接影响到其在高温环境下的使用寿命和稳定性。

H13钢技术参数

H13钢技术参数

H13钢技术参数2010-10-10 7:45:36 合金工具钢简称合工钢,是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。

其中合工钢包括:量具刃具用钢、耐冲击工具用钢、冷作模具钢、热作模具钢、无磁模具钢、塑料模具钢。

昆山成一特钢专业模具钢销售。

H13是热作模具钢。

执行标准GB/T1299—2000。

H13热作压铸模具钢统一数字代号A20502;牌号4Cr5MoSiV1;化学成分%:C0.32~0.45,Si0.80~1.20,Mn0.20~0.50,Cr4.75~5.50,Mo1.10~1.75,V0.80~1.20,p小于等于0.030,S小于等于0.030;热处理:(交货状态:布氏硬度HBW10/3000(小于等于235)),淬火:790度+-15度预热,1000度(盐浴)或1010度(炉控气氛)+-6度加热,保温5~15min空冷,550度+-6度回火;退火、热加工;特性及用途:系引进美国的H13空淬硬化热作模具钢。

期性能、用途和4Cr5MoSiV钢基本相同,但因其钒含量高一些,故中温(600度)性能比4Cr5MoSiV钢要好,是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。

H13钢的化学成分的分析H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢,在世界上的应用极其普遍,同时各国许多学者对它进行了广泛的研究,并在探究化学成分的改进。

钢的应用广泛和具有优良的特性,主要由钢的化学成分决定的。

当然钢中杂质元素必须降低,有资料表明,当Rm在1550MPa时,材料含硫量由0.005%降到0.003%,会使冲击韧度提高约13J。

十分明显,NADCA 207-2003标准就规定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。

下面对H13钢的成分加以分析。

H模具材料碳:美国AISI H13,UNS T20813,ASTM(最新版)的H13和FED QQ-T-570的H13钢的含碳量都规定为(0.32~0.45)%,是所有H13钢中含碳量范围最宽的。

H13模具钢金相组织分析

H13模具钢金相组织分析

热作模具钢H13的显微组织金相分析摘要:按照北美压铸协会提出的优质压铸模H13钢验收标准NADCA# 207-90和H11、H13及改良型钢的显微成分偏析验收参考图谱对H13某国产钢进行显微组织分析,并对其真空淬火显微组织进行研究。

关键词:热作模具钢;热处理;显微组织1前言H13钢在淬硬条件下具有较高韧度,并具有优良的抗热裂能力,是一种强韧兼有的空冷硬化型热作模具用钢。

它适用于制造压铸模、挤压模、热切边模、热锻模的热冲孔模具等。

H13钢在我国为4Cr5MoSiV1钢。

德国的DIN1.2344,瑞典的SS142242,法国的AFNORZ40COV5和日本的JISSKD61与之相类似。

众所周知,影响模具寿命的最重要因素是热作模具钢的质量。

现在,描述热作模具钢的质量主要通过显微组织分析。

评定显微组织的标准广泛采用北美压铸协会模具材料委员会编的《压力铸造模具用高级H13钢的验收标准》NADCA#207-90。

新近研究的显微带状组织验收参考图谱更能说明钢材力学性能和模具寿命的关系。

因而,它们是对材料进行金相评级的重要依据。

本文从这两方面着手对一种国产H13钢进行显微组织分析,并对这种材料的真空淬火显微组织作研究。

2按NADCA的分析按照NADCA#207-90标准,一般试样都在退火态下进行推测。

2.1 材料化学成分:国产H13钢的化学成分分析结果列于表1。

表中还列入ASTMA681(最新修订版)中H13钢和NADCA#207-90中高级H13钢的化学成分,表中列入的4Cr5MoSiV1钢为GB/T1299-2000《合金工具钢》中规定的相当于H13钢的成分。

降低钢中含硫量对提高H13钢的纯净度,从而改善其性能具有重要意义。

文献[3]介绍,硫的质量分数<0.014%时可以大大提高钢件的断裂韧度KIC值。

国外电渣重熔优质H13钢的含硫质量分数控制在0.005%~0.008%范围。

在此,国产电渣重熔钢H13R尚有待提高。

H13钢技术参数

H13钢技术参数

H13钢技术参数H13钢是一种热作模具钢,也被称为4Cr5MoSiV1钢。

它具有优异的硬度、热传导性、耐磨性和抗冲击性能,适用于制造各种工具、模具和冲压件。

下面是H13钢的一些技术参数的详细介绍。

1.化学成分:H13钢的化学成分包括:碳(C)0.32~0.45%,硅(Si)0.80~1.20%,锰(Mn)0.20~0.50%,磷(P)≤0.030%,硫(S)≤0.030%,铬(Cr)4.75~5.50%,钼(Mo)1.10~1.75%,钒(V)0.80~1.20%,铁(Fe)余量。

这些元素的含量使得H13钢具有良好的耐热性和抗磨损性。

2.硬度:H13钢的硬度范围为48~52 HRC (哈氏硬度),其硬度取决于热处理的条件。

通常情况下,H13钢经过淬火(quenching)和回火(tempering)热处理后,可以达到所需的硬度。

3.抗热疲劳性:H13钢具有较高的抗热疲劳性,可以在高温、高应力的环境下长时间工作而不发生断裂。

这使得H13钢成为制造高温工作模具和工具的理想选择。

4.热导率:H13钢的热导率很高,约为42.6W/(m·K)。

这使得H13钢能够快速吸热并均匀分散热量,有效地减少模具表面的热应力。

同时,高热导率还有助于提高制造效率和生产质量。

5.加工性能:H13钢具有良好的可加工性,包括可塑性和可切削性。

在加工过程中,H13钢容易进行热处理,可以满足不同工艺要求。

同时,它也适用于高速切削,并能够实现更高的精度和表面质量。

6.耐磨性:H13钢具有出色的耐磨性能,可以长时间保持表面的硬度和耐磨性,从而延长工具和模具的使用寿命。

这使得H13钢广泛用于制造需要耐磨性的工具,例如塑料注射模具和压铸模具。

7.抗冲击性能:H13钢具有出色的抗冲击性能,能够在受到高应力和重击时不发生断裂。

这使得H13钢适用于制造需经受高冲击负荷的工具和模具。

总结起来,H13钢具有优异的硬度、热传导性、耐磨性和抗冲击性能,并且具有良好的加工性能。

h13模具钢的热膨胀系数

h13模具钢的热膨胀系数

h13模具钢的热膨胀系数
摘要:
1.介绍H13 模具钢
2.H13 模具钢的热膨胀系数
3.H13 模具钢的应用领域
正文:
H13 模具钢是一种广泛应用于热作模具的钢材,具有出色的耐磨性和抗热疲劳性。

这种钢材的热膨胀系数是衡量其材料性能的一个重要指标,直接影响到其在高温环境下的尺寸稳定性。

H13 模具钢的热膨胀系数在不同的温度范围内会有所不同。

在20-200 摄氏度的范围内,其热膨胀系数约为10.9;在20-300 摄氏度的范围内,热膨胀系数约为11.4;在20-400 摄氏度的范围内,热膨胀系数约为12.2;在20-500 摄氏度的范围内,热膨胀系数约为12.8;在20-600 摄氏度的范围内,热膨胀系数约为13.3;在20-700 摄氏度的范围内,热膨胀系数约为13.6。

由于H13 模具钢具有优良的耐热性能和热稳定性,因此在许多热作模具领域都有广泛的应用。

例如,它常用于制造冲击载荷大的锻模、热挤压模和精锻模,以及铝、铜及其合金压铸模等。

总之,H13 模具钢的热膨胀系数在不同的温度范围内变化较小,具有较好的尺寸稳定性,这使得它在高温环境下具有较高的应用价值。

h13钢电渣锻材超细化工艺研究

h13钢电渣锻材超细化工艺研究

学性能最好,硬度均匀,金相组织也合格,完全满足用户标准要求。
关键词:H13;热锻材;横向无缺口冲击;力学性能
中图分类号:TG161
文献标识码:B
文章编号:1674-0971-(2019)03-007-03
Research on Ultra-refining Process of H13 Steel Forgings Manufactured by ESR
(2)钢的硬度测试,使用 NEMESI 9000 全自动 布氏硬度计测定。
(3)钢材在 500 倍下检验退火显微组织,在 50 倍下检验带状偏析,并按 NADCA#207-2003 标准评 级图评级;使用奥林巴斯 GX51 金相显微镜检验。
(4)退火态进行了成分、夹杂、硬度、组织和横 向无缺口冲击检验。
1 实验方法
(1)H13 实验所用试样在退火态材料上取样,
收件日期:2019-06-04 作者简介:黄博,男,本科,工程师,毕业西华大学材料成型与控制工程,现供职于产品研发工作。
第 25 卷第 3 期
黄 博:H13 钢电渣锻材超细化工艺研究
· 21 ·
规格⌀281mm。钢的横向无缺口冲击测试,使用 JBN/500 冲击试验机。
Huang Bo
( Pangang Group Changcheng Speical Steel Co., Ltd., Jiangyou, Sichuan 621701)
Abstract: In order to meet the user's special requirements for microstructure and impact value, different quenching and holding temperature tests were performed during manufacture of hot forged material H13 for hot work⁃ ing die steel to determine the optimum ultra-refining process.The results showed that the mechanical properties of H13 have a close relationship with the quenching temperature for ultra-refinement; quenching for ultra-refinement at 1100℃ is the best process, which could get the best mechanical properties, uniform,hardness and qualified metal⁃ lographic structure, so the technical requirements of standards were fully met.

h13是什么材料

h13是什么材料

h13是什么材料
H13是一种热作模具钢,具有优异的热强度和热稳定性,能够在高温下保持较
高的硬度和耐磨性。

它主要用于制造金属热作模具,如压铸模、塑料注射模、热作模等。

H13钢材的主要化学成分包括碳、硅、锰、铬、钼、钴等元素,其合理的配比和热处理工艺使得H13钢具有优异的综合性能。

H13钢材的主要特点之一是其优异的热强度和热稳定性。

在高温下,H13钢仍
能保持较高的硬度和耐磨性,不易变形和热疲劳,这使得它非常适合用于制造需要长时间工作在高温环境下的模具。

另外,H13钢材还具有良好的淬透性和热疲劳性能,能够在快速冷却和高温循环工况下保持稳定的性能,延长模具的使用寿命。

除了在高温环境下具有优异性能外,H13钢材还具有良好的加工性能。

它可以
通过热处理来达到理想的硬度和组织结构,具有较高的切削加工性,适合用于制造复杂形状的模具零件。

同时,H13钢材还具有良好的可焊性,能够通过焊接修复和加工来延长模具的使用寿命,提高模具的经济效益。

总的来说,H13钢材是一种优秀的热作模具钢,具有优异的热强度和热稳定性,良好的加工性能和可焊性,适合用于制造金属热作模具。

它在压铸模、塑料注射模、热作模等领域有着广泛的应用,能够满足高温、高压、高磨损的工作环境要求,是一种性能稳定、使用寿命长的理想模具材料。

H13钢加厚模淬火裂纹分析

H13钢加厚模淬火裂纹分析

H13钢加厚模淬火裂纹分析王鸿雁孙法林巴丽波刘淑琴(内蒙古北方重工业集团有限公司特种工艺厂,内蒙古 014033)摘要:通过对H13钢加厚模在淬火过程中产生裂纹的原因进行分析,指出合适的热处理工艺是确保获得最佳的强韧性及热疲劳抗力的关键,也是确保淬火质量的关键。

分析结果表明,在H13钢淬火过程中,操作不当是使加厚模产生裂纹的主要因素。

关键词:H13钢;淬火裂纹;强韧性;热疲劳抗力1 前言AISIH13钢(以下称H13钢)是国际上广泛使用的热作模具钢,由于其具有优良的热强性、热疲劳性以及综合力学性能,已被列入我国国标(即4Cr5MoSiV1),并被广泛地推广应用,逐步取代了3Cr2W8V钢,取得了可喜的效果。

北方重工特种工艺厂承接了一批H13钢加厚模的热处理任务。

针对H13钢的特点和加厚模所要求的强韧性指标,制定热处理工艺为:盐浴炉淬火,1050℃;保温40min;油冷;电炉回火,610℃;保温3h;空冷。

热处理后,发现有两件加厚模的外表面有纵向裂纹(见图1)。

为分析裂纹产生原因,选取其中一件解剖进行裂纹分析,以找出裂纹形成原因,避免零件成批报废,并提出预防措施。

2 理化检测结果与分析2.1 理化检测结果(1)宏观观察裂纹位于加厚模外壁开凹槽尖角处,裂纹走向刚直,长170mm。

开裂部位及取样见图1。

(2)化学成分在加厚模开裂处附近取样,做化学成分分析,结果见表1。

(3)低倍检测利用2#试片检测低倍组织及断口。

低倍组织:一般疏松1.0级(按国标GB1979—80标准评定)。

断口组织:纤维状(按GB1814—79标准评定)。

1#、3#—裂纹分析、化学成分取样2#—低倍组织、断口取样图1 加厚模的裂纹及取样部位(4)金相检测在1#、3#试片裂纹区分别取样,磨制金相试样,在显微镜下观察,裂纹口部与表面呈一定角度,然后向基体延伸扩展,主裂纹旁有多条次生裂纹,主裂纹尾部及次生裂纹内充满氧化产物,裂纹沿晶开裂,裂纹两侧无非金属夹杂物聚集现象,经4%硝酸酒精溶液浸蚀裂纹,两侧未见脱碳现象。

H13模具钢金相组织分析

H13模具钢金相组织分析

热作模具钢H13的显微组织金相分析摘要:按照北美压铸协会提出的优质压铸模H13钢验收标准NADCA# 207-90和H11、H13及改良型钢的显微成分偏析验收参考图谱对H13某国产钢进行显微组织分析,并对其真空淬火显微组织进行研究。

关键词:热作模具钢;热处理;显微组织1前言H13钢在淬硬条件下具有较高韧度,并具有优良的抗热裂能力,是一种强韧兼有的空冷硬化型热作模具用钢。

它适用于制造压铸模、挤压模、热切边模、热锻模的热冲孔模具等。

H13钢在我国为4Cr5MoSiV1钢。

德国的DIN1.2344,瑞典的SS142242,法国的AFNORZ40COV5和日本的JISSKD61与之相类似。

众所周知,影响模具寿命的最重要因素是热作模具钢的质量。

现在,描述热作模具钢的质量主要通过显微组织分析。

评定显微组织的标准广泛采用北美压铸协会模具材料委员会编的《压力铸造模具用高级H13钢的验收标准》NADCA#207-90。

新近研究的显微带状组织验收参考图谱更能说明钢材力学性能和模具寿命的关系。

因而,它们是对材料进行金相评级的重要依据。

本文从这两方面着手对一种国产H13钢进行显微组织分析,并对这种材料的真空淬火显微组织作研究。

2按NADCA的分析按照NADCA#207-90标准,一般试样都在退火态下进行推测。

2.1 材料化学成分:国产H13钢的化学成分分析结果列于表1。

表中还列入ASTMA681(最新修订版)中H13钢和NADCA#207-90中高级H13钢的化学成分,表中列入的4Cr5MoSiV1钢为GB/T1299-2000《合金工具钢》中规定的相当于H13钢的成分。

降低钢中含硫量对提高H13钢的纯净度,从而改善其性能具有重要意义。

文献[3]介绍,硫的质量分数<0.014%时可以大大提高钢件的断裂韧度KIC值。

国外电渣重熔优质H13钢的含硫质量分数控制在0.005%~0.008%范围。

在此,国产电渣重熔钢H13R尚有待提高。

H13力学性能

H13力学性能

H13热作模具钢宁波佰顺钢铁科技有限公司133一7688一7671主营:易切削钢、合金结构钢、碳素结构钢、轴承钢、弹簧钢、模具钢等........H13钢材是热作模具钢。

执行标准GB/T1299—2000。

统一数字代号A20502;牌号4Cr5MoSiV1;合金工具钢简称合工钢,是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。

化学成分(%)fdgsdfgfdhfghdgsdgfhh热处理(交货状态:布氏硬度HBW10/3000(小于等于235))淬火:790度±15度预热1000度(盐浴)或1010度(炉控气氛)±6度加热保温5~15min空冷550度±6度回火退火、热加工;用途用于制造冲击载荷大的锻模,热挤压模,精锻模;铝、铜及其合金压铸模。

主营合金结构钢:Q345B-E、20CrMo-35CrMo、20-50Cr、38CrMoAlA、20-30CrMnTi、20-40Mn2、B7等.....易切削钢:1215(Y15)、12L14(H13)、1144(Y40Mn)、1117(Y20)、SUM24L、11SMn30、11SMnPb30等......特殊钢:20CrNiMoA(8620)、40CrNiMoA、40CrNi2MoA(4340)、17-34CrNiMo6、30CrNiMo8、45CrNiMoVA、25Cr2MoVA、12Cr1MoVA、16/20MnCr5、20/40CrMnMoA、5CrNiMo、5CrMnMo、12-37CrNi3A、35CrMoV、12-20Cr2Ni4A、30/35CrMnSi、B16等......轴承钢/弹簧钢:GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、G20CrNiMoA、9Cr18、65Mn、60Si2Mn、60Si2CrV、50CrV等....模具钢:H13、H14、Cr12、Cr12MoV、Cr8、CrWMn、4Cr13、SKD11、D2、DC53、Cr5。

h13模具钢用途

h13模具钢用途

H13模具钢用途
H13模具钢是一种高级预硬塑胶模具钢,主要用于制造冲击载荷较大的锻模、热挤压模、精锻模;铝、铜及其合金压铸模。

此外,H13模具钢也适用于制造电视机壳、洗衣机、冰箱内壳、水桶等高抛光度注塑模。

H13模貝钢的材质是高级预硬塑胶模具钢,它通过真空脱气处理。

组织均匀程度好,钢质纯净。

其性能和用途与4Cr5MoSiV钢基本相同,是用途很广的热作模具钢之一。

此外,H13模具钢还是引进美国的H13空淬硬化热作模具钢,其性能和用途与4Cr5MoSiV钢基本相同,但因其钒含量高一些,故中温(600度)性能比4Cr5MoSiV钢妻好,是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。

以上内容仅供参考,建议咨询相关技术人员,以获取专业帮助。

H13热作模具钢锻造工艺研究

H13热作模具钢锻造工艺研究

H13热作模具钢锻造工艺研究介紹了H13热作模具钢的锻造生产工艺,通过控制加热、锻造和锻后热处理等工艺参数,生产出合格的锻件毛坯。

标签:H13;锻造;热处理1 引言H13热作模具钢是美国钢号,相当于我国的4Cr5MoSiV1钢,属于中合金超高强度钢,是高温综合性能较好的热作模具钢[1],其化学成分如表1所示[2]。

H13钢之所以被广泛应用,是因为它具有以下性能:①具有较高的淬透性和高的韧性;②优良的抗热裂能力,在工作场合可予以水冷;③具有中等的耐磨损能力,可采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度;④在较高温度下具有抗软化能力;⑤热处理变形小;⑥良好的切削加工性能[3-5]。

我公司对H13模具钢工艺研究较少,借助某厂与我公司订货的契机,对H13模具钢进行系统研究,开发出经济实用的制造工艺。

2 技术要求酸洗低倍组织不能有肉眼可见缩孔、夹杂、分层、气泡和白点,中心疏松不大于2.0级。

非金属夹杂物按GB10561-1989中ASTM标准评级图,用A法检验,A类、B类均不大于1.5级。

钢坯以球化退火状态交货,硬度HB≤235,球化组织按GB/T1299-2000第一级评定不大于3.0级。

3 锻造生产本次锻件毛坯截面尺寸φ310×2500mm,采用钢锭重量为8.5T(需方提供)。

3.1 理论准备H13钢是较特殊的高强度钢,在锻造过程中变形抗力大且易产生裂纹,因此在制订锻造工艺时,必须考虑可能产生的各种缺陷,根据不同的情况采取相应的措施进行预防和补救:①严格控制始锻温度和终锻温度。

②锻造时,压下量要小,送进量要大。

③及时清除坯料表面的氧化皮和毛刺。

④选用较大吨位的设备进行锻造,这样可增加锻件内部的致密度,提高生产效率。

3.2 锻造钢锭用台车式加热炉,钢锭在台车上平面摆放,按特定加热曲线进行加热处理。

加热完成后进行锻造,锻造主体设备为32MN油压机、100T·m操作机和80T 天车,锻造比要求>3,考虑到锻造及降温情况,将工艺定为七火成形,锻造前将镦粗设备和上下砧子预热到200℃以上,变形过程如下:一火:压钳口,拔长至300×(≈800)×(≈3350)mm,每道次双面压下量为瞬时坯料高度的30%。

技术研发中心成功开发出H13热作模具钢

技术研发中心成功开发出H13热作模具钢

产品开发过程 中可能出现的疏松 、 组织偏析和钢锭大头裂纹等缺陷, 生产工艺反复研究 , 经过两个多月的准
备 ,07年 4月 2 日, 制的第一 批 H1 20 2 试 3模具 钢在 棒材 厂锻 打 、 处理完 毕 。经全 面检验 分 析 , 项性 能指 热 各 标均 达到控制 要求 , 高倍组 织与 上钢五 厂相 似 , 基本 上达 到 国内先进 水平 。首批 试制 的 2 .2 产 品 , 户反 2 1t 用 应 良好 , 正在组 织第 二批生 产 。 目前 ( 梁 辉)
捷方便。
橡胶弹簧结构 ( ) 旧
橡胶 弹 簧 结构 ( ) 新
图 3 橡胶 弹簧新 、旧结构对照
如 图 3所 示 ,将 弹簧 作 为金 属 骨 架铸 进 橡 胶 内部 ,提 高 橡 胶 的 弹 性 强 度 ,固 定 螺 栓 由 M8改
为M2 1 并将一端铸在橡胶 内,使螺栓与橡胶成为
4 实施效 果
加热 炉缓 冲挡 板 国产 化改 造于 20 06年 l 2月完
成, 截止 目 已正常运行半年 , 前 撞头使用情况 良好未 进行更换 , 冷梁 未发生 漏水 事故 , 水 而且橡 胶 弹簧性 能良好 , 水冷梁复位准确 , 实现了高速 、 高质量装钢。
5 结 论
改 造不 仅成功 实 现 了设 备 的国产化 而且 结构更
维普资讯

明, : 等 步进 式加 热炉 缓冲挡板 国产化 改造
第 3期 ( 总第 19期 ) 2 能准确 复位 ,影 响装钢 。外方设 计 的橡胶 弹簧为 空
行改造 。
固定 在 水 冷 梁 上 ,底 部 的抱 抓 对 固定 作 用 不 大 , 其它 三只抱 抓易撞 断 ,导 致撞 头脱落 。新撞 头 与水 冷梁 之间采 用燕尾 装 配结 构 ( 2 ,不 仅 确 保 水 图 ) 冷 梁 头部 不会 被 撞 坏 ,而且 当撞 头 受 到 冲 击 ,抱 抓 与燕 尾 出现 间 隙 时 ,楔 铁 会 通 过 燕 尾 上 的楔 面 自动 下滑 ,越 撞 越 紧 ,同时 拆 卸 与 装 配 也 更 加 快

H13钢材料的性能

H13钢材料的性能

H13钢系美国AISI/SAE标准钢材牌号,属热作模具钢,其化学成分见表1。

表1 H13钢的化学成分: ~ ~0. 4 Co-H13相当于国产4Cr5MoSiV1钢,根据碳化物形成元素进行分类,H13钢属于铬钼类钢。

由于其具有高的抗冲击能力和高淬透性,可满足锤锻中的大模块所需。

在重要的H类钢H11、H12、H13中,后者含钒1%,由于性能全面,得到广泛应用。

在模具水冷条件下,具有低温所必需的抗冲击能力。

1、H13钢相对地具有较低的合金量与碳量,易于锻造,特别由于钼具有高淬透性,通常利用其有空气淬火的能力,但是热处理时最好采用一些表面防护措施,否则由于增碳或脱碳会增加热裂的倾向。

若让其产生珠光体转变则可使其十分软化,硬度约为HRC2 0,由于碳含量低,Ms温度可高达270℃~312℃。

贝氏体转变的最少开始时间很短,约为 4min左右。

H13钢的等温转变曲线表明,先有共析碳化物沿晶界析出。

2、H13钢的锻造及热处理轧制的H13钢中有组织方向性,使用过程中易产生掉块、裂纹等早期失效现象,需通过锻造消除各向异性,锻后应退火,去除锻造应力,降低硬度,提高切削加工性能,改善组织,细化晶粒,为最终热处理做好准备。

H13钢的锻造温度取1100℃~1160℃为宜。

锻造过程中应注意:(1)保证加热均匀,烧透,不允许过热、过烧,以免出现锻造裂纹;(2)开锤先锤快打,酌情加重,随后再轻打,避免连续重打,严禁冷锤;(3)锻造比不应小于3;(4)锻后缓冷,可随炉或灰冷,并及时退火,以防止产生过大的内应力。

这种内应力即使当时不造成毛坯的变形开裂,线切割加工后也会释放出来,影响线切割加工精度,粗加工后,应增加磁力探伤工序,以防止锻造产生的裂纹、夹杂或疏松。

H13钢的淬火、回火硬度为HRC38~53。

为使其保持在最低应力状态,精度要求高的模具应进行二次回火。

H13钢的热处理规范见表2。

表2 H13钢的热处理规范表:退火温度℃840~900 退火后硬度HBS192~229 退火温度℃990~1040 淬火介质空气冷处理℃回火温度℃ 540~650 硬度HRC38~533、H13模具的修复及加工中应注意事项堆焊是目前国内外广泛用来修复模具的方法。

H13模具钢详细资料及性能参数

H13模具钢详细资料及性能参数

H13模具钢详细资料及性能参数
H13模具钢详细资料及性能参数
H13是热作模具钢,执⾏标准GB/T1299—2000。

统⾏数字代号T20502;牌号4Cr5MoSiV1。

特性:组织细化、抗热开裂、热强度和冲击强度⾏,具有⾏温耐磨性,可作表⾏氮化、抛光度⾏,易切削。

⾏途:该钢⾏泛⾏于制造热挤压模具、芯棒、模锻锤的锻模,锻造压⾏机模具,铝、铜及其合⾏的压铸模。

热处理
淬⾏:790度+-15度预热
1000度(盐浴)或1010度(炉控⾏氛)+-6度加热
保温5~15min空冷
50度+-6度回⾏退⾏、热加⾏;
特性
电渣重容钢,该钢具有⾏的淬透性和抗热裂能⾏,该钢含有较⾏含量的碳和钒,耐磨性好,韧性相对有所减弱,具有良好的耐热性,在较⾏温度时具有较好的强度和硬度,⾏的耐磨性的韧性,优良的综合⾏学性能和较⾏的抗回⾏稳定性。

硬度分析
钢中含碳量决定淬⾏钢的基体硬度,按钢中含碳量与淬⾏钢硬度的关系可以知道,H13模具钢淬⾏硬度在55HRC左右。

对⾏具钢⾏⾏,钢中的碳⾏部分进⾏钢的基体中引起固溶强化。

另外⾏部分碳将和合⾏元素中的碳化物形成元素结合成合⾏碳化物。

对热作模具钢,这种合⾏碳化物除少量残留的以外,还要求它在回⾏过程中在淬⾏马⾏体基体上弥散析出产⾏两次硬化现象。

从⾏由均匀分布的残留合⾏碳化合物和回⾏马⾏体的组织来决定热作模具钢的性能。

由此可见,钢中的含C量不能太低。

H13钢的应用现状

H13钢的应用现状

( 1) 预热处理明显地改 善了 H13 钢的 组织, 有 效 500℃~550℃分级淬火和油淬[18]。以100mm棒料的H13
消除了带状碳化物, 大大减少了粗大碳化物的数量, 钢为例, 油淬时, 棒料中心的冷却速度曲线不与TTT曲
可获得分布均匀、尺寸细小的碳化物组织。
线中的碳化物析出线相遇, 因此钢的冲击韧性不受影
含量的提高有利于增加材料的热强度, 但对韧度不利。 钼: 钼也是碳化物形成元素, 和铬一样, 可提高钢
的高温硬度和淬透性。此外, 钼还可细化晶粒, 减小回 火脆性。
钒: 钒比铬和钼更容易形成碳化物, 极少溶入铁 的固溶体中。钒的碳化物使钢具有良好的热硬性, 并
可细化晶粒, 提高钢的耐磨性。 硅: 硅是对铁素体进行置换固溶强化非常有效的
表 1 H13 钢的化学成分及其质量分数( W/%)
化学

Si Mn Cr Mo V


成分

表 5 H13 钢的名称及含碳量

国别
中国
美国 日本
德国
瑞典 英国
ORVAR
名称 4Cr5MoSiV1 H13 SKD61 40CrMoVSi
BH13
SUPREME
含炭量
0.32~ 0.32~
0.32~
0.32~0.45
钢的优势。指出了H13钢成份低Si高Mo的发展趋势。并叙述了目前H13钢的表面改性方法, 主

要有表面低温化学热处理、高能束表面处理和表面涂敷硬膜的方法。
关键词: H13钢; 热作模具钢; 化学成分; 表面改性

The Application of H13 Steel

【Abstr act】H13 steel was extensively used in hot forging die and hot extruding die and non-
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长城特钢H13分析
钢厂编号
H13
供应商
长城特钢
材料类型
热作模具钢
比较标准及特征
DIN 1.2344
出厂状态及硬度
退火至 HB 225(最高)
主要化学成份
C碳Si硅Cr铬Mn锰Mo钼V钒P磷

S硫

化学成份(℅)
0.38 1.00 5.00 0.40 1.30 1.00 0.03 0.02
钢材特性
韧性、抗热疲劳良好。

钢材一般用途
适用于塑料硬模、斜顶、锌合金等压铸模。

密度(kg/mm³)
0.00000785
攀钢集团江油长城特殊钢有限公司(简称:“攀长特”)位于风景秀丽、气候宜人、交通便利的四川省江油市——诗仙李白的故里,公司始建于1965年,是国家重点特殊钢科研、生产基地,国家重点军工配套企业和四川省大型骨干企业,经过45年的建设发展,已具备年产钢70万吨、材70万吨、钛材3000 吨、销售收入45亿元的经营规模,形成了“特钢生产工艺优、专用设备配套全、科研开发实力强、产品技术含量高”的经营特色。

公司产品覆盖面广:可为用户提供12大类、350余个牌号、5000余个规格的高级优质特殊钢和金属制品,其中34个产品先后荣获国家、部、省级优质产品称号。

产品广泛用于国防军工、兵器工业、航空、航天、航海、电子、机械、石油化工、医药、核电等领域。

军工产品、高温合金、高合金工模具钢、不锈
圆钢、精密无缝钢管、核电管材、钛材等产品在国内占有重要地位,市场占有率位居行业前茅。

公司配套设施齐全:拥有世界一流水平的精密无缝钢管生产线,国内先进水平的棒线材连轧生产线和锻钢生产线,其中4条生产线为军工产品专用。

拥有国内先进水平的真空感应炉、真空自耗炉等特种冶炼设备和配套齐全的40吨LF炉、VOD炉等炉外精炼设备。

拥有国内特钢行业唯一的3150吨热挤压机组、中西部地区唯一的Φ825初轧机、1000吨立式穿孔机及2000吨锻压机等加工设备。

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