服务热线： 86-510-80628100服务热线： 86-510-80628100h13 钢作为一种世界范围内广泛使用的热作模具钢，按正常的工艺锻造后，可得到马氏体、贝氏体混合组织，硬度较高，难以切削加工，必须进行球化退火， 球化退火对于消除钢中的残余应力、降低硬度、使合金碳化物均匀分布有较大作用，同时也为最终淬、回火热处理做好组织上的准备。由于h13钢锻后冷却速度缓慢， 造成组织粗大并出现网状碳化物，经常规低温球化退火后，心部组织存在粗大的共晶碳化物和成分偏析，碳化物聚集在晶界处，并且在局部连成链状碳化物， 而共晶碳化物和二次碳化物在晶界聚集，强烈影响模块的冲击性能。因此，有必要对h13锻材的球化热处理工艺开展研究，以改善退火组织，进而提高其后续使用性能。
试验材料及方法
h13锻材试验料采用2.1t电炉锭，经1800t精锻机锻成准190mm，始锻温度控制在1050～1100℃，终锻温度≥900℃，保证锻造比≥4，带锯切200mm长料段。为合理制定球化热处理工艺，试验前利用dil402pc 热膨胀分析仪测量材料实际相变点温度， ac1=872.3℃，ac3=931.6℃，ms=451.4℃，mf=366.1℃。根据实际相变点温度，本次球化试验制定工艺分别为：①830℃低温球化退火5h；②960℃超细化处理2h 830℃低温球化退火5 h；③1050℃超细化处理 830℃低温球化退火。
试验结果与分析
低温球化退火工艺
低温球化退火是将钢材或钢件加热到ac1以下20℃左右，长时间保温(决定于钢种及要求的球化程度)后缓冷或空冷至室温，以获得球状珠光体的热处理工艺。观察显微组织发现，虽然晶粒内部碳化物已经球化，但晶界区域存在大量链条状网状碳化物，并伴有带状偏析。究其原因是，锻造后终锻温度高，冷却速度缓慢，h13钢属过共析钢，在缓冷过程中二次碳化物将呈网状析出，且其合金含量比较高，原材料偏析不可避免。
超细化处理 低温球化退火工艺
该工艺的主要作用，碳化物充分溶解到奥氏体中，合金元素得到长时间的扩散，保温后快冷到马氏体转变点以上温度，使碳化物不能形成网状且细化组织。淬水后，按照常规球化退火工艺进行球化处理。
观察显微组织发现，两种工艺获得的球化组织明显好于低温球化退火工艺的组织， 碳化物颗粒细小，组织均匀，碳化物网状结构全部消失，而且经工艺③处理后合金元素偏析得到明显改善。原因是经高温保温结束后进行淬水处理，使其快速冷却，可阻止二次碳化物呈网状析出，紧接着进行球化退火，使从基体中析出的均匀弥散碳化物长大并形成球状碳化物，使退火组织得到改善，另外经工艺③超细化处理的h13 钢材，铬和钼的碳化物完全溶解，均匀细小分布在基体中，使得球化退火后的合金元素偏析得到改善。
结论
(1) h13钢锻后经830℃低温球化退火工艺处理后，组织粗大，显微偏析严重，球化不完全，大部分碳化物呈网状结构，严重影响使用性能。
(2) h13钢锻后经1050℃超细化处理 830℃低温球化退火处理后，组织细化，合金元素偏析得到改善，减轻了带状偏析，获得了均匀细小的球化组织。
(3) h13 锻材由于终锻温度高，冷却速度缓慢，易引起粗大网状碳化物产生，退火过程中无法消除。
因此，在h13锻材球化退火前，增加一次高温超细化处理，能够抑制网状二次碳化物的析出，获得细片状珠光体组织，同时，合金元素充分溶解，偏析得到较大改善。
免责声明：本文转载自网络，如有侵权，请联系删除。