電渣重熔H13耐磨板中一次碳化物形成機制

  H13(4Cr5MoSiV1)耐磨板(ban)熱(re)(re)作模具鋼(gang)廣泛(fan)應用(yong)在熱(re)(re)鍛模、壓鑄(zhu)模、熱(re)(re)擠壓模等(deng)方面,是使用(yong)最廣泛(fan)的(de)(de)(de)熱(re)(re)作模具鋼(gang)種。碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)對于(yu)熱(re)(re)作模具鋼(gang)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)、紅硬性、耐磨性、疲勞(lao)壽(shou)命(ming)等(deng)有著重要(yao)的(de)(de)(de)影響。H13耐磨板(ban)合(he)金含量較高,在電(dian)渣重熔過程中(zhong)會在凝固(gu)末端形成(cheng)(cheng)粗大的(de)(de)(de)共晶碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)及(ji)氮化(hua)物(wu),由(you)于(yu)生成(cheng)(cheng)溫(wen)度(du)(du)高,熱(re)(re)穩定性好,在鍛造和熱(re)(re)處理過程中(zhong)難以(yi)去除,會保留到(dao)回火狀(zhuang)態,顯著降低鋼(gang)的(de)(de)(de)強度(du)(du)、韌(ren)性以(yi)及(ji)疲勞(lao)性能,如何細(xi)化(hua)或減少這些粗大碳(tan)(tan)化(hua)物(wu),成(cheng)(cheng)為研究的(de)(de)(de)重點。

  研究人員從熱力學角度對電渣重熔H13耐磨板中(zhong)一次碳化(hua)物、氮化(hua)物的生成(cheng)進行了分析,結論如(ru)下:

  (1)在(zai)電(dian)渣重(zhong)熔生(sheng)產(chan)H13耐磨板過(guo)程(cheng)中,由于元素偏析,殘余液相中元素含量(liang)逐漸升高(gao),固(gu)相率(lv)達到(dao)0.82時生(sheng)成(cheng)TiN,在(zai)接近(jin)凝固(gu)終點時生(sheng)成(cheng)VC0.88,最(zui)終長(chang)大形成(cheng)粗大的(de)氮化物(wu)和碳(tan)(tan)化物(wu),受到(dao)熱處理溫度的(de)限制(zhi),會保留(liu)到(dao)最(zui)終產(chan)品中,對(dui)鋼的(de)性(xing)能(neng)產(chan)生(sheng)不利影響。通過(guo)提高(gao)冷速減(jian)少偏析可以達到(dao)細(xi)化碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)目的(de);

  (2)盡管在凝(ning)固末端時V和C元素在殘余液相中(zhong)的(de)(de)偏析含量(liang)已經很高,但是假(jia)設(she)VC0.88活(huo)(huo)度為(wei)1時并不(bu)能生成碳化物(wu)(wu)。由于(yu)碳化物(wu)(wu)中(zhong)固溶較高含量(liang)的(de)(de)Cr、Mo、Fe等元素,當假(jia)設(she)碳化物(wu)(wu)活(huo)(huo)度為(wei)0.3時,理論計算與試(shi)驗結果吻合(he),因此固溶多種合(he)金元素的(de)(de)碳化物(wu)(wu)的(de)(de)活(huo)(huo)度不(bu)能假(jia)設(she)為(wei)1。而TiN中(zhong)其他(ta)合(he)金元素含量(liang)很少,其活(huo)(huo)度可以認為(wei)是1;

  (3)凝(ning)固過程中形成的共(gong)晶碳化物(wu),以及在不同(tong)冷速下元素含量和相(xiang)變溫度均會(hui)發生變化,影響(xiang)碳化物(wu)的生成溫度。