電渣重熔H13耐磨板中一次碳化物形成機制

  H13(4Cr5MoSiV1)耐磨板熱作模具鋼廣泛應用在熱鍛模、壓鑄模,、熱擠壓模等方面,,是使用最廣泛的熱作模具鋼種。碳化物對于熱作模具鋼的硬度,、紅硬性,、耐磨性、疲勞壽命等有著重要的影響,。H13耐磨板合金含量較高,在電渣重熔過程中會在凝固末端形成粗大的共晶碳化物及氮化物,,由于生成溫度高,,熱穩(wěn)定性好,在鍛造和熱處理過程中難以去除,,會保留到回火狀態(tài),,顯著降低鋼的強度、韌性以及疲勞性能,,如何細化或減少這些粗大碳化物,,成為研究的重點。

  研究人員從熱力學角度對電渣重熔H13耐磨板中一次碳化物,、氮化物的生成進行了分析,,結論如下:

  (1)在電渣重熔生產H13耐磨板過程中,,由于元素偏析,,殘余液相中元素含量逐漸升高,固相率達到0.82時生成TiN,,在接近凝固終點時生成VC0.88,,最終長大形成粗大的氮化物和碳化物,受到熱處理溫度的限制,,會保留到最終產品中,,對鋼的性能產生不利影響。通過提高冷速減少偏析可以達到細化碳化物的目的,;

 ?。?)盡管在凝固末端時V和C元素在殘余液相中的偏析含量已經(jīng)很高,但是假設VC0.88活度為1時并不能生成碳化物,。由于碳化物中固溶較高含量的Cr,、Mo、Fe等元素,,當假設碳化物活度為0.3時,,理論計算與試驗結果吻合,,因此固溶多種合金元素的碳化物的活度不能假設為1。而TiN中其他合金元素含量很少,,其活度可以認為是1,;

  (3)凝固過程中形成的共晶碳化物,,以及在不同冷速下元素含量和相變溫度均會發(fā)生變化,,影響碳化物的生成溫度。