某h13合金鋼收縮機鍛打模具設計的截面積長度120mm

來源: 網絡整理 2019-11-13

H13鋼為美國鋼號,與我國的4Cr5MoSiV1化學成分基本相同,屬鉻系熱鍛模具鋼,具有高的強韌性、熱疲勞性和抗熱龜裂性,還有良好的抗氧化性和熱穩定性。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。H13熱鍛模具鋼經1030℃真空淬火+580℃回火后,硬度為48~50HRC,組織為回火馬氏體+極少量殘余奧氏體+少量細小均勻的球狀碳化物,具有較高的硬度和熱疲勞性能,可以有效滿足自動生產線快速鍛造對模具的要求。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。眾多文獻對等離子滲氮的組織、性能包括摩擦性能進行了研究,而等離子滲氮的高溫摩擦相關文獻甚少,但實際上滲氮材料高溫使用的環境更加普遍,因此研究等離子滲氮壓力對高溫摩擦學規律的影響具有重要意義。鋁型材擠壓模具鋼的工況條件十分苛刻,不僅要受頻繁的機械沖擊、高溫鋁液的熱沖擊,還會有高溫腐蝕、磨損等各種環境考驗。在直流等離子體增強化學氣相沉積爐中進行滲氮,氮氣與氫氣的體積比例為2∶氮氣流量為40mL?min-保持滲氮溫度540℃,滲氮時間2h,在2653801066和1333Pa壓力下進行離子滲氮。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。PH13-8Mo不銹鋼在480℃時效時開始析出金屬間化合物Ni3Al,該析出相隨時效溫度升高而逐漸長大和增多。實驗材料為H13鋼,其化學成分(質量分數,%)為:31C,21Cr,27Mo,96V,40Si,31Mn,余為Fe。對5種工藝處理的試樣進行摩擦試驗,試驗參數為:載荷20N,速度200r/min,時間10min,旋轉半徑約8mm,對磨球為Φ5mm440c,摩擦方式為球-盤旋轉,溫度540℃。實際工作溫度為300℃左右,最高瞬時溫度達500℃,需要良好的高溫強度和耐磨性,因此對模具耐蝕性、熱疲勞強度、耐急冷急熱以及沖擊韌度等性能提出了更高的要求。為此,本工作在H13基礎上添加06%Nb(記為H13-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指導意義。同時,由于含Cr較高,因而有良好的淬透性,且加入了2%~5%的Mo,淬透性更高,故尺寸較大的模具淬火時也可以達到表面和心部較統一的硬度。通過顯微組織觀察,分析了H13芯棒鋼沖擊韌性低的原因。為了搶抓市場機遇,在激烈的市場競爭中把握主動權,國貿公司、產品研究院、板材特鋼廠等單位聯合出擊,結合市場需求積極開展H13熱模具用鋼連鑄坯攻關。根據模具多以熱疲勞發生龜裂損傷和熱磨損的失效形式及H13鋼韌性較好的特點考慮,且因為模具結構簡單,所以規定最終熱處理硬度為48~50HRC,以保證高溫下良好的綜合性能。結果表明:H13-Nb中06%Nb加重了偏析,改變MC相液析碳化物的類型,由VC為主變成以(V,Nb)C為主,提高了MC相析出的溫度,產生較多的液析碳化物。

從形成條件、錯配度等因素分析了氧化物作為氮化物核心的作用,而氧化物對氮化物形核的影響將作進一步的研究。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。而國外部分先進特殊鋼廠使用電爐冶煉也能生產出橫向韌性較高的H13鋼。

某H13鋼熱鍛模具的截面厚度120mm。實驗材料為H13和H13-Nb芯棒,直徑200mm,H13和H13-Nb的化學成分(除Nb元素外)都符合NADCA#207-2003成分標準。

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