Page 80 - 理化检验-物理分册2022年第二期
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李永灯, 等: H13 钢模块横向冲击功不合格原因
的冲击韧性。尽量避免二次碳化物沿晶界析出是提
高 H13 钢冲击性能的关键因素。
只要严格控制锻造前加热温度及锻造后冷却速
度, 就可 有 效 改 善 该 钢 种 网 状 碳 化 物 的 析 出 [ 8-10 ] 。
高温均匀化、 增加锻造过程变形量、 降低终锻温度等
可使钢中碳化物充分细化并弥散分布, 有利于抑制
二次碳化物沿晶界析出。 H13 钢经过高温均匀化
处理后, 冶炼凝固过程中形成的成分偏析能得到有
效改善, 碳化物及杂质在晶界上偏聚倾向减弱。锻
后快速冷却工艺可有效预防钢材中粗大或者网状碳
化物的析出, 避免组织中二次碳化物沿晶界析出形
成碳化物链。锻后快速冷却再退火工艺可使钢材形
成均匀的球粒状珠光体组织。只要增加锻造过程中
的变形量, 并采用较大应力破碎粗大的铸态组织及
不稳定的共晶碳化物, 就可改善钢材内部组织。条
件允许的话, 可以采用镦拔锻造工艺来进一步改善
H13 钢的组织, 以提高其性能 [ 11-12 ] 。
图 3 冲击功较低试样断口处的显微组织形貌
3 结语及建议
( 1 )电渣重熔冶炼的 H13 钢横向冲击性能达
不到预期目标的主要原因为锻造环节控制不当, 经
过热处理后, 二次碳化物沿晶界析出, 弱化了晶界。
只要避免二次碳化物沿晶界析出成网, 就可有效提
高 H13 钢模块的横向冲击韧性。
( 2 )采用高温均匀化处理, 增加锻造变形量、 提
高锻后冷却速度等工艺, 并尽量降低偏析、 避免碳化
物沿晶界析出, 可有效增强 H13 钢的冲击韧性。
参考文献:
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图 4 冲击功较高试样断口处的显微组织形貌 [ 4 ] 曹光明 .H13 热作模具钢的表面热处理[ J ] . 特殊 钢,
击功较低试样的断口呈现沿晶特征, 组织中明显有 2005 , 26 ( 1 ): 34-37.
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网状碳化物, 冲击功较高试样的断口为韧窝形貌, 组
与展望[ J ] . 特 种 铸 造 及 有 色 合 金, 2019 , 39 ( 1 ): 45-
织均匀。由于钢材晶界比较薄弱, 因此承受冲击载
48.
荷时会形成沿晶断口。二次碳化物沿晶界析出是冲
[ 6 ] 钟群鹏, 赵子华, 张峥 . 断口学的发展及微观断裂机理
击韧性低的主要原因。研究表明 [ 7 ] , H13 钢中碳化
研究[ J ] . 机械强度, 2005 , 27 ( 3 ): 358-370.
, ( )。受锻造
物主要为 V 8 C 7 Cr 23 C 6 和 Cr 3 C 2 Cr 2VC 2 [ 7 ] 宋雯雯, 闵永安, 吴晓春 .H13 钢中的碳化物分析及其
加热不充分、 锻后冷却控制不当等因素的影响, 这些 演变规 律 研 究 [ J ] . 材 料 热 处 理 学 报, 2009 , 30 ( 5 ):
碳化物极易在晶界上聚集, 弱化晶界, 从而降低钢材 122-126.
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