實驗結果結果顯示:4種周圍環境水蒸汽對h13鋼材的摩擦有明顯改善的不良影響

來源: 網絡整理 2019-11-13

大規格芯棒在回火后,如果冷速太慢,二次碳化物容易沿晶或馬氏體束邊界析出,與此同時微量雜質元素也有充分時間向晶界偏聚,導致回火脆性的產生。提高回火后的冷卻速度,可減緩回火脆性,提高韌性。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。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。試驗發現,鍛后通過1100℃左右的高溫加熱,然后快速冷卻能夠有效避免和消除網狀碳化物,獲得均勻、理想的退火顯微組織和性能。優化后工藝為:570℃×5h預滲處理,1010℃×2h鹽浴淬火,575℃×4h鹽浴回火。結果顯示,含脫碳層試樣表面開裂嚴重,表層硬度急劇下降,熱疲勞損傷因子大大高于半脫碳和無脫碳的試樣。為此,采用硫氮碳基鹽與釩、鈮氧化物,適當添加稀土元素進行RE-N-C-S-V-Nb鹽浴多元共滲,取得了較為理想的效果。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。為提高模具的表面硬度和抗粘著磨損能力,對H13鋼調質處理后進行滲氮處理效果并不理想。鎂加入量為004%時,其對碳化物的細化效果最佳。結果表明:H13鋼中加入微量的鎂元素之后,能夠打斷H13鋼中的網狀碳化物,改善碳化物的形狀以及其在鋼中的分布,使粗大的網狀碳化物轉變成細小的短條狀,經過鎂處理后的H13鋼中的碳化物以M7C3型鉻鐵復合碳化物((Fe,Cr)3C)為主。試驗結果表明:4種環境介質對H13鋼的磨損有顯著的影響。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。

但模具在高溫、高壓及強力摩擦的作用下,常因熱磨損、熱疲勞、粘著腐蝕等而過早失效。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。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。經優化工藝處理后,得到了7~8μm高硬度和高熔點的V、Nb氮碳化合物層,且過渡層厚度達82~90μm,為提高模具的使用性能和壽命提供了組織保證。芯棒是無縫鋼管生產中參與鋼管軋制變形的重要工具,是一種高附加值的大宗消耗備件。連軋時將芯棒穿入1000℃以上的管坯中,起到支撐鋼管變形的作用,受軋制力、高溫、摩擦、腐蝕、冷熱疲勞等作用。

由于H13芯棒本身的特性及其特殊使用條件,沖擊韌性是影響其使用壽命的主要因素。研究結果表明,枝晶偏析、帶狀偏析、液析碳化物及存在于晶界或馬氏體邊界的二次碳化物,是導致芯棒沖擊韌性降低的主要原因。

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