PDF《H13 钢锻后热处理工艺》

3 技术条件要求 H13 钢锻件按NADC AJHJ207―2006 《Special Quality Die Steel &

Heat Treatment Acceptance Criteria for Die Casting Dies》 标准提供的照片分别评定

500 倍 退火显微组织及

50 倍带状偏析的级别;

并且要求退火 后硬度≤235 HB;

按INNSE154 标准《用AVG 方法对 钢的锻件、 轧辊和铸件作超声波检测的规范》 做超声 波检测利用有平底孔的校正块进行评定. 1.

4 相变机理及试验工艺 H13 钢是一种空冷硬化热作模具钢, 含有大量的 Cr、 Mo、 V 等元素, 属于过共析钢, 须采用球化退火来 满足使用要求, 主要是为了保证碳化物特别是沿晶链 状碳化物充分溶入奥氏体, 采用奥氏体化后快速冷却, 再球化退火, 可获得由球状珠光体 + 少量粒状碳化物 组成的适宜的组织, 要求热处理后硬度≤235 HB, 并 且可以获得较好的加工性能. 第7期杜广超: H13 钢锻后热处理工艺

33 H13 钢的球化退火主要是使钢在铁素体基体上获 得均匀分布着球状小颗粒 Fe3 C 或碳化物的一种工艺. 球状碳化物的颗粒越小, 分布越均匀, 颗粒间的距离越 小, 对于以后的淬火越有利.球化退火前的正火先将 锻件加热到 Ac3 + (

10 ~ 50) ℃, 使碳化物全部溶解, 然 后快冷到较低温度, 再加热到低于 Ac1 的温度保温使 其球化.H13 钢在退火前经锻造处理, 锻件的组织为 贝氏体 + 珠光体( 10% ) 及Cr、 Mo、 V、 Fe 有混合组织, 由于在锻造过程中珠光体转变区时间较短, 因此形成 的珠光体量较少, 伴随珠光体析出的碳化物更少.组 织中网状或点状碳化物的形成是在 Ac3 ~ Ac1 温度区 从过饱和的奥氏体中析出的, 即为二次 Fe3 C.根据 H13 钢的 Fe- C- Cr 三元合金平衡相图, 二次碳化物中 有铬碳化物含 3% ~ 4% Cr 和0. 8% ~ 1. 1% C, 就会出 现M23 C6 和M7 C3 型碳化物.在奥氏体化阶段, 随着加 热温度的升高, 要进行溶解、 析出、 长大的过程, Fe3 C 化合物聚集程度最高, 而且溶解度最低, 因而在奥氏体 化温度保温后, 残余碳化物中将不会或很少有 Fe3 C 化 合物, 其它碳化物 Cr23 C6 和Cr7 C3 、 Mo6 C 几乎都部分地 溶入奥氏体中, 由于它们的聚集程度较弱, 则在奥氏体 化以后, 它们仍弥散分布于奥氏体基体中( 晶界或晶 内) , 这样就会为过冷奥氏体沉淀析出碳化物准备了 晶核条件, 沉淀析出的碳化物多为 Fe3 C 和M23 C6 , 由 于它们有较强的聚集能力, 因而容易在残余碳化物的 基础上聚集长大, 更进一步使残余碳化物颗粒长大, 颗 粒的长大作用, 减小了沉淀强化 [1 ] . 另一方面, 未溶于奥氏体中的碳化物多为硬度较 高的碳化物, 而且聚集程度又较低, 则弥散分布于奥氏 体基体中, 成为球状碳化物的结晶核心, 将在退火后成 为颗粒较大的碳化物颗粒, 减弱了聚集程度低而弥散 强化的特点, 使退火软化更有效果 [2 ] .因此, 选定该 钢的正火温度在奥氏体 + 未溶碳化物的两相区, 即930 ℃加热, 然后快速冷却到

500 ℃ 以下, 目的是迅速 通过碳化物大量析出的温度段, 抑制网状碳化物的析 出.根据 H13 钢的 TTT 曲线可以得出, 其奥氏体转变 鼻子 温度约为

750 ℃, 在此温度下保温, 使奥氏体 在较高温度下分解, 碳化物质点的聚集和球化过程进 行得更快一些, 能得到碳化物颗粒粗细合适的球状珠 光体.在缓慢冷却过程中, 如冷速过慢, 转变在较高温 度下进行, 碳化物聚集强烈, 易得到颗粒珠光体, 使硬 度偏低, 如冷速过快, 转变在较低温度下进行, 碳化物 聚集较弱, 易得到细粒状珠光体, 使硬度偏高.因此, 控制冷速在