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模具鋼H13對化學成份提高的作用
模具鋼H13對化學成份提高的作用
目前，國內外改進型H13鋼的合金化思路包括：①提高Mn含量；②降低Si含量提高Mo含量，如ASSAB公司的Dievar；③高碳高硅、低Cr、高Mo，如Uddeholm公司的HOTVAR**鋼；④加入微合金元素Nb、Ti等。其中低Si高Mo的合金化途徑與加Nb合金化的方法是當前H13鋼成分設計上的兩種趨勢。
一、低Si高Mo合金化
⒈對于Si含量降低的作用有：(1)“∨”形或“∧”形偏析減輕；(2)宏觀組織均勻化；(3)微觀凝固組織的樹枝晶細化；(4)減少凝固時凝固界面上的成分過冷；(5)共晶碳化物的減少；(6)奧氏體晶粒細化；(7)塑性和韌度提高；(8)高溫疲勞裂紋擴展速度減小；(9)蠕變裂紋擴展速度降低；(10)淬火冷卻抑制貝氏體轉變；(1】)抗熱裂性提高。但Si含量降低帶來的不足是切削性能降低。
⒉對于高Mo的優點有：(1)提高淬透性，抑制晶界碳化物的析出和貝氏體轉變；(2)提高回火抗力；(3)提高高溫強度和高溫蠕變強度；(4)提高抗熱裂能力；(5)提高韌度；(6)共晶碳化物細化和碳化物分布均勻。關于抑制貝氏體轉變有資料報道：對610mm×203mmX500mm的H13模塊經3bar氮氣氣淬后心部和表面的貝氏體量分別達70%和40%，而對低Si高Mo的SKD61鋼相應僅有2％和1%，這對模具使用壽命的提高十分有利。
⒊閔永安，吳曉春等學者在熱作模具鋼H13的基礎上降低Si、V含量，提高Mo含量，研制了新鋼種SDH8。通過對比試驗對SDH8和H13進行了研究。結果表明，經同樣的熔煉及常規熱處理，室溫時SDH8鋼的硬度和沖擊韌性都高于H13鋼，而在中低溫淬火后差值更大，且此時SDH8鋼的熱穩定性也明顯高于H13鋼，在相同熱處理條件下SDH8鋼的硬度明顯
比H13鋼高，并顯示出比H13鋼優越的熱穩定性。
二、添加Nb合金化
在H13鋼中加入Nb的作用：鈮的碳化物(和碳氮化合物)具有很高的高溫穩定性，Nb相對于V更易形成穩定、細小的MC型碳化物，要達到相同的強化效果，用Nb量僅需V的1／2。此外，由于Nb形成的MC型碳化物更為穩定細小，因而有助于提高奧氏體化溫度，并阻止奧氏體晶粒長大。較高的奧氏體化溫度可將部分粗大的碳化物充分溶解，使馬氏體中碳和合金元素含量增加，提高淬火硬度；同時，淬火溫度的提高有助于回火時彌散碳化物的析出，增加二次硬化效果，進一步提高強韌性、回火穩定性和熱疲勞抗力。李麟、吳曉春等學者在H13鋼合金成分設計中添加了0.01的鈮，研究表明，其力學性能沒有明顯改善，但其熱穩定性、回火穩定性及抗高溫氧化性能有一定提高。同時發現，在H13鋼中添加微量的鈮可阻礙熱疲勞裂紋的擴展，提高熱疲勞抗力，顯著改善H13鋼的熱疲勞性能。  
                                           



編    輯：日加金屬制品（上海）有限公司技術部
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