H13鋼是一種具有優(yōu)良的熱強(qiáng)性、淬透性,、紅硬性和抗冷熱疲勞性能的含Cr型熱作模具鋼,,廣泛地應(yīng)用于熱擠壓模、壓鑄模和熱鍛模,,H13鋼是目前在鋁合金壓鑄模領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一種熱作模具鋼,。H13鋼的正常淬火加熱溫度為1020~1050℃,高溫加熱后淬火可以提高斷裂韌性,,從而增加熱作模具鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展抗力,,高溫回火又可以提高材料的塑性和韌性,兩者都有利于改善熱作模具鋼的熱疲勞性能,。所以,,探討H13鋼在高溫淬回火下的強(qiáng)韌性對于其熱處理工藝的進(jìn)一步優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。
實(shí)驗(yàn)原始材料為經(jīng)真空和電渣重熔后的商用H13鋼Φ30mm棒料,,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),,%)為0.41C,,1.00Si,0.37Mn,,4.95Cr,,1.27Mo,0.98V,,其余為Fe,。試件的熱處理工藝為:先將試件加熱到780℃保溫30min,再繼續(xù)分別加熱到1060℃,、1090℃,,保溫20min油淬。接著將淬火后的試件在590℃回火兩次,,每次2h,。為了減少試件在高溫下的脫碳,熱處理爐中事先放入少量的木炭,。
將熱處理后的試件進(jìn)行取樣,,按照GB6397-86加工標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣;按照北美壓鑄協(xié)會NADCA#207-2003標(biāo)準(zhǔn),,加工成10mm×10mm×55mm的標(biāo)準(zhǔn)V型缺口沖擊試樣,。室溫拉伸和沖擊實(shí)驗(yàn)分別在CMT4105微機(jī)電子萬能試驗(yàn)機(jī)和JB-30B沖擊試驗(yàn)機(jī)上完成。采用飽和苦味酸水溶液浸蝕奧氏體晶界,,用5%的HNO3酒精浸蝕試樣的組織,,隨后在9XB-PC正置金相顯微鏡下觀察試樣的晶粒大小與組織形貌。利用VDT512顯微硬度計(jì)測試試樣的回火硬度,,為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,,每個(gè)試樣測試6個(gè)結(jié)果取平均值。試樣的拉伸和沖擊斷口的形貌觀察使用JSM-6480LV掃描電子顯微鏡來完成,。研究結(jié)果表明:
?。?)H13鋼在1060、1090℃淬火并經(jīng)590℃回火后,,淬火溫度越高奧氏體晶粒越大,。1090℃淬火后材料的抗拉強(qiáng)度及硬度比1060℃淬火的分別提高了6.15%和4.5%,但其斷后伸長率及沖擊功分別下降了12.24%和13.67%,。
?。?)H13鋼在1060℃淬火+590℃回火時(shí)具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性配合,對于要求熱硬性和高強(qiáng)度為主的模具,,可以適當(dāng)?shù)靥岣叽慊饻囟鹊圆怀^1090℃為宜,。