硼對h13熱浸析出冷色析及聲學穩定性的損害

來源: 網絡整理 2019-11-13

Nb是一種對C有極高親和力的元素,能形成十分穩定的碳化物,在合金鋼中得到廣泛的應用。若加熱溫度過低,冷卻速度又較慢時,會在淬火組織中出現貝氏體。結果表明:采用方案一等溫球化退火并緩冷至200℃出爐得到的基體組織以粒狀貝氏體為主,大量細小碳化物粒子彌散分布,有部分適度粗化且均勻分布的大顆粒碳化物。方案870℃×2h+快速冷卻至500~550℃+750℃×4h。液析碳化物經過淬火、回火沒有發生改變,H13-Nb中較多較大的液析碳化物對韌性也有較大的影響。為了有效地提高AISIH13工具鋼的耐沖蝕性并評估在滲氮氧化處理后AISIH13工具鋼表面的氧化層的作用,臺灣的研究人員采用3種不同的滲氮表面處理,即滲氮氧化工藝1(用空氣)、滲氮氧化工藝2(用蒸氣)和普通的氣體滲氮,進行了研究。Nb是鍋爐鋼T92的重要合金化元素,在其馬氏體組織形成NbC、Nb(C,N)相,大量彌散分布在晶界和晶內,使鋼的強度提高,而且由于其良好的穩定性使此類鋼具有高溫持久強度。國立臺北科技大學材料及礦物資源工程系的研究者們對用經后氧化處理的氣體滲氮AISIH13工具鋼模子澆注A380鋁合金時的熔煉損失和耐腐蝕性能進行了研究,將AISIH13鋼進行均質化熱處理(1030℃淬火+580℃回火),重復3次使硬度達到HRC47-48。滲氮氧化工藝1后進行的2小時和4小時耐沖蝕性試驗能產生一個較厚的復合氧化物層,其具有較高的硬度值(HV102和優化的重量損失(16%)。研究人員在H13基礎上添加06%Nb,研究Nb對大尺寸H13芯棒退火態偏析、組織、液析碳化物影響,進而研究Nb對H13鋼橫向韌性的影響規律,對大尺寸含Nb的H13鋼產品的實際生產和使用具有一定參考價值和意義。時效過程中殘余奧氏體含量的增加提高了試驗鋼的韌性。針對此問題,對汽車半軸的新型工藝??擺動輾壓的模具,采用新型模具鋼H13進行了實驗研究。H13熱作模具鋼合金含量較高,在電渣重熔過程中會在凝固末端形成粗大的共晶碳化物及氮化物,由于生成溫度高,熱穩定性好,在鍛造和熱處理過程中難以去除,會保留到回火狀態,顯著降低鋼的強度、韌性以及疲勞性能,如何細化或減少這些粗大碳化物,成為研究的重點。目前,含Nb的H13鋼并未在生產中得到有效的應用和推廣,因為很多實驗基于小尺寸試樣,而生產實踐中大尺寸H13鋼錠凝固易產生缺陷,微量Nb添加在大尺寸的H13鋼中會大大改變組織性能,大大降低H13韌性。盡管在凝固末端時V和C元素在殘余液相中的偏析含量已經很高,但是假設VC88活度為1時并不能生成碳化物。若淬火溫度過高,超過1170℃后,即使直徑為200mm的試件,油冷淬火時,也不會出現貝氏體。H13鋼化學成分見下表:元素CSiMnSVCrMo含量390835005000535在LF精煉開始、精煉結束、VD處理結束時分別取鋼水樣和爐渣樣。結果顯示對于電渣重熔(ESR)和常規生產的AISIH11熱作工具鋼都有這樣的現象:靜態KIC值、標準CVN沖擊試驗結果及室溫下獲得的硬度值之間存在一定的關系。Nb添加至熱作模具鋼中對改善熱強性也有一定的運用,Nb元素在淬、回火后固溶到基體中去,經過長時間的保溫后,以NbC的形式析出,提高了材料的抗回火軟化能力。大型芯棒H13和H13-Nb存在尺寸效應,從芯部到邊部,偏析逐漸減輕,液析碳化物數量逐漸減少,沖擊功逐漸增大。VD處理后以Al2O3類夾雜為主。

對于鋼中的氧化鋁和鎂鋁尖晶石夾雜,前人做了較多的對比研究。根據芯棒工作環境及性能要求,國內外芯棒所用材料一般采用H13鋼,其具有優良的綜合性能。北京科技大學的學者通過對保護氣氛電渣重熔工藝和普通電渣重熔工藝H13鋼的鍛材成分、氧化物夾雜的組成分析,研究了電渣重熔工藝H13鋼中Mg-Al-O系夾雜物的形成機理及控制問題,并通過Factsage軟件對Mg-Al-O系夾雜物的各優勢區進行了理論計算。

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