H13鋼與電爐鋼的組織和力學性能

  H13鋼,主要用作(zuo)熱(re)(re)(re)鍛(duan)壓模(mo)(mo)、熱(re)(re)(re)擠壓模(mo)(mo)和鋁合金壓鑄模(mo)(mo),是(shi)國(guo)內外應用最廣的熱(re)(re)(re)作(zuo)模(mo)(mo)具鋼種之一。在(zai)(zai)服(fu)役狀(zhuang)態下,模(mo)(mo)具在(zai)(zai)高溫(wen)下承受強(qiang)烈的各(ge)向沖(chong)擊載荷(he),往往因鋼材的強(qiang)度(du)和韌性(xing)不夠(gou),尤其是(shi)橫向韌性(xing)不夠(gou),造成型(xing)腔(qiang)邊緣(yuan)或局部塌陷(xian)、斷(duan)裂而早期(qi)失效。

  國(guo)內H13鋼(gang)(gang)常用的(de)(de)冶(ye)(ye)煉方(fang)法有(you)電爐(lu)冶(ye)(ye)煉+電渣(zha)重(zhong)熔和電爐(lu)冶(ye)(ye)煉+爐(lu)外真空(kong)精煉。電渣(zha)冶(ye)(ye)煉對控制(zhi)H13鋼(gang)(gang)潔凈度、組(zu)織均勻性等具(ju)有(you)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)(de)作用,是生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)高品質H13鋼(gang)(gang)的(de)(de)重(zhong)要(yao)環節。相對而言(yan),電爐(lu)冶(ye)(ye)煉成(cheng)本較(jiao)低,并且(qie)采(cai)用LF+VD等精煉方(fang)法也能(neng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)出S、P含量較(jiao)低(≤0.003%S、≤0.015%P)的(de)(de)H13鋼(gang)(gang)。國(guo)內生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)實踐證明,采(cai)用電爐(lu)冶(ye)(ye)煉生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)H13鋼(gang)(gang)橫(heng)向韌(ren)性較(jiao)低,不能(neng)達(da)到(dao)NADCA#207-2003《北美模鑄協會H13顯微組(zu)織評級圖(tu)》標準。而國(guo)外部分(fen)先(xian)進特(te)殊(shu)鋼(gang)(gang)廠(chang)使用電爐(lu)冶(ye)(ye)煉也能(neng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)出橫(heng)向韌(ren)性較(jiao)高的(de)(de)H13鋼(gang)(gang)。因(yin)此,需要(yao)對電渣(zha)及電爐(lu)冶(ye)(ye)煉的(de)(de)H13鋼(gang)(gang)進行對比研究,但國(guo)內鮮(xian)有(you)報道(dao)。

  對比(bi)研究了H13電爐鋼(gang)和(he)電渣鋼(gang)的(de)組(zu)織和(he)性(xing)能。得出的(de)結論是:由于(yu)冶煉的(de)方法不(bu)同,H13電爐鋼(gang)與電渣鋼(gang)相比(bi),電爐鋼(gang)致(zhi)密性(xing)差,純凈(jing)度(du)較低;退火(huo)態帶狀(zhuang)偏析(xi)嚴重,退火(huo)組(zu)織不(bu)均勻(yun);較多液析(xi)碳化物經過淬、回火(huo)后未發生變(bian)化;在沖擊(ji)試驗中,鏈狀(zhuang)液析(xi)碳化物聚集的(de)地方易(yi)產生開裂(lie),斷口上(shang)表現(xian)為橫向條紋,導致(zhi)韌性(xing)較低。