H13模具鋼熱處理工藝和組織-等溫轉變曲線_連續冷卻曲線_淬火回火后的組織

H13模具鋼熱處理工藝和組織
等溫轉變曲線、連續冷卻曲線
H13模具鋼淬火、回火后的組織

H13原是美國的一個熱作模具鋼鋼種，在我國稱為4Cr5MoSiV1，簡稱：國產H13，它是目前應用最廣泛的一種熱作模具鋼。H13鋼之所以被廣泛應用，是因為它具有高的淬透性、高的韌性、良好的切削加工性能、熱處理變形小、在較高溫度下具有抗軟化能力，H13鋼具有優良的抗熱裂能力，在工作場合可予以水冷。以下是東莞市弘超模具科技有限公司技術中心整理編輯的有關國產H13模具鋼的熱處理工藝和組織（包括：等溫轉變曲線、連續冷卻曲線以及淬火、回火后的組織）。
國產H13(4Cr5MoSiV1)模具鋼的等溫轉變曲線如上面題圖所示（試驗鋼的化學成分為：WC=0.40%，WMn=0.40%，WSi=1.50%，WCr=5.00%，WMo=1.35%，WV=1.10%）。國產H13模具鋼的連續冷卻曲線分別如下圖所示（圖中Ar為殘留奧氏體量）。

國產H13模具鋼經高溫加熱奧氏體化后，在800℃左右緩冷，有二次碳化物沿晶析出。過冷奧氏體在400℃~600℃極為穩定，可以在這個溫區分級淬火，分級淬火溫度宜取下限溫度。加熱溫度低，冷卻速度慢時，還會在淬火組織中出現貝氏體。淬火加熱溫度超過1070℃后，直徑為200mm的工件油冷淬火時一般不會出現貝氏體。
國產H13模具鋼中的碳化物大部分是M23C6型鉻的碳化物，還有少量是MC型碳化物。將鋼加熱到1050℃~1070℃時，M23C6碳化物急劇溶解，加熱到1100℃時基本溶完，因此最佳奧氏體化溫度應選擇在1020℃~1080℃溫區為宜。從1070℃加熱開始，奧氏體晶粒將明顯長大。
弘超研究表明，對于要求熱硬性為主的模具，應選取1050℃~1080℃加熱，油冷淬火后硬度可達54~57HRC，晶粒度為9級左右。組織為細針馬氏體+未溶碳化物+殘留奧氏體，馬氏體針長為1.5~2級，未溶碳化物呈點狀，數量不多，有時有塊狀或顆粒狀亞穩定共晶碳化物，組織見下面左圖所示。
 

弘超實際應用證明，對于要求韌性較好的模具，可選取1020℃~1050℃加熱，油冷淬火后硬度為53~56 HRC，晶粒度為9~10級左右，組織為細針和隱針馬氏體+來溶碳化物+殘留奧氏體，馬氏體針長為l級左右，碳化物較多，但仍呈點狀。在特殊情況下，可選取1100℃加熱，油冷淬火后硬度可達58HRC左右，此時到達淬火硬度的極大值，晶粒已長大到8級左右，晶粒界清晰可見，馬氏體針長達4級左右，并成排分布，碳化物數量已很少，組織如上面右圖所示。

淬火加熱應先經兩次預熱，冷卻可采用空冷、油冷，也可采用分級冷卻。分級冷卻的分級溫度最好選擇低些，例如350℃~500℃，也有選擇在500℃~560℃分級的?？绽浠蛟?00℃以上分級冷卻容易使過飽和奧氏體在冷卻過程中析出碳化物，而在模具中心出現較多的貝氏體，在高溫回火時出現貝氏體脆性，這兩種后果都可使模具變脆，在作模具失效分析時上述兩項是必檢內容。
國產H13模具鋼的回火溫度以高于500℃、低于650℃為宜。530℃回火的組織為回火馬氏體+回火屈氏體，仍保持針狀形態，如下面左圖所示（經1050℃加熱、油冷淬火、530℃回火后的組織，回火兩次1.5h）。
 

國產H13模具鋼經630℃回火后的組織為回火屈氏體+回火索氏體，針狀形態基本消失，組織如上面右圖所示（經1050℃加熱、油冷淬火、630℃回火后的組織，回火兩次1.5h）。在500℃回火時，出現回火二次硬化峰，回火硬度最高，峰值為55 HRC左右，但韌性最差。因此，回火工藝以及低溫化學熱處理，都要避開500℃左右，而在550℃~650℃回火比較適宜，回火應進行兩次。

更多信息
敬請關注弘超模具鋼專業網站或直接致電東莞市弘超模具科技有限公司客服人員（0769-82621066/400-699-1286），以獲得更多有關國產H13鋼熱處理工藝和組織、H13(4Cr5MoSiV1)產品簡介、力學性能數據、物理性能參數和H13鋼最新產品技術資料以及國產模具鋼的最新產品資訊。
資料來源：東莞市弘超模具科技有限公司技術中心
『版權所有，轉載或引用請注明鏈接和出處』