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            H13鋼的宏觀和微觀檢查項目(一)-亞穩定共晶碳化物和碳化物帶狀偏析檢驗

            H13鋼的宏觀和微觀檢查項目(一)-亞穩定共晶碳化物和碳化物帶狀偏析檢驗

            H13鋼的宏觀和微觀檢查項目(一)
            亞穩定共晶碳化物檢驗
            碳化物帶狀偏析檢驗



            目前,國內能冶煉生產H13鋼的企業較多,但其質量參差不齊,因此必須加強對進廠型材和已退火模坯的宏觀和微觀檢查。熱作模具鋼H13的宏觀檢查項目包括:裂紋、折疊、疏松、縮孔殘余、偏析等;微觀檢查項目包括:雜質分布、碳化物偏析、球化組織質量和二次碳化物網等。東莞弘超專業銷售國產高品質超細化熱作模具鋼SWPH13和進口高性價比熱作模具鋼ORVAR SUPREME,均提供原廠材質證明。
            ㈠、亞穩定共晶碳化物
            H13鋼中含碳量并不太高,但合金元素總量達8%左右,它是過共析鋼,但不是萊氏體鋼。與3Cr2W8V鋼相似,由于碳及合金元素的嚴重偏析,特別是鉻元素的作用,H13鋼中有時也會出現共晶碳化物,與GCr15鋼中的碳化物液析的形成原因相同。這是一種不平衡的亞穩定共晶碳化物,原則上可以采用高溫長期擴散退火消除。如果在鍛造以后采用鍛造余熱淬火-高溫回火,或模坯進行高溫固溶-短時間等溫球化方法,都可使碳化物不均勻分布得到改善,甚至消除。上面題圖(H13鋼中的共晶碳化物分布圖)是H13鋼中的共晶碳化物的一種分布(試樣經淬火-回火),與GCr15鋼中的碳化物液析在形態上也非常相似。共晶碳化物一旦形成鋒利多角的大塊狀,并排列成鏈,或堆集成帶或網狀,就會促使模具早期失效。
            對于這類共晶碳化物,采用GB 1299-1985《合金工具鋼技術條件》中的第二級別圖來評定顯然是不適宜的,一方面H13鋼不是萊氏體鋼,其中共晶碳化物是不平衡組織;另一方面H13鋼中共晶碳化物數量不多,其形成原因又與低合金工模具鋼中的液析相似,因此宜參照鉻軸承鋼技術條件評定比較適宜。評定時,應縱向取樣,淬火-回火后制樣觀察評定。
            ㈡、碳化物帶狀偏析
            由于鑄錠有枝晶偏析,型材改鍛退火后有碳化物小球密集成帶狀分布。未經開坯軋制,直接由鋼錠鍛打成模坯,退火后碳化物小球呈密集的網狀堆集分布,這是國產H13鋼普遍存在的質量問題之一。其形成原因、分布、形態都與低合金工模具鋼相同,是模具早期脆性開裂的又一重要原因。高溫擴散退火能減少元素偏析,提高化學成分和組織的均勻性。大鍛造比和六面鍛造是提高H13鋼組織和性能等向性的有效措施。H13鋼中的碳化物大多數是M23C6型鉻的碳化物,還有少量M6C和MC型鉬和釩的碳化物。淬火加熱溫度為1100℃時,M23C6型碳化物大部分溶入奧氏體中,淬火后剩余的未溶碳化物一般都較細(亞穩定的共晶碳化物除外),在放大500倍下觀察時都呈點狀。碳化物帶狀偏析的檢查,可參照《鉻軸承鋼技術條件》進行評定,檢查應在淬火-回火后進行,在縱向剖面觀察評定。

            H13鋼中的碳化物帶狀偏析圖(縱向觀察)

            上圖所示是從脆裂失效的H13鋼模具上拍攝的碳化物帶狀偏析,采用體積分數為4%的硝酸-酒精溶液顯示,白帶中密集分布著碳化物黑點,并有雜質貫穿其中,基體由于碳及合金元素含量較高(點狀碳化物比顆粒狀碳化物易于溶解),難于浸蝕,故呈白色。自帶之間碳化物稀少,基體中碳及合金元素含量較低,組織較粗,回火馬氏體針粗長而且易被浸蝕,這樣就形成了黑自相闖的帶狀分布。從H13鋼中所觀察到的碳化物偏析帶的色彩與低合金工模具鋼中觀察到的色彩恰好相反,其原因是由于偏析帶內碳化物的粗細、淬火加熱溫度的高低、碳化物的溶解程度的差異所致。下圖所示是采用堿性高錳酸鉀溶液熱染后的橫向組織,此時碳化物偏析網被染成棕黑色,其中密集的小球也被染成棕黑色,圖片顯示的是高碳偏析區在橫向剖面上的網狀分布。用這類材料制成的模具使用壽命一般都不會高。
            H13鋼中的碳化物偏析圖(橫向觀察)高錳酸鉀溶液染色

            下接【H13鋼的宏觀和微觀檢查項目(二)-雜質分布_球化質量_二次碳化物網_脫碳層檢驗

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