H13钢的宏观和微观检查项目(一)-亚稳定共晶碳化物和碳化物带状偏析检验|东莞市弘超模具科技有限公司


H13钢的宏观和微观检查项目(一)-亚稳定共晶碳化物和碳化物带状偏析检验

H13钢的宏观和微观检查项目(一)-亚稳定共晶碳化物和碳化物带状偏析检验

H13钢的宏观和微观检查项目(一)
亚稳定共晶碳化物检验
碳化物带状偏析检验



目前,国内能冶炼生产H13钢的企业较多,但其质量参差不齐,因此必须加强对进厂型材和已退火模坯的宏观和微观检查。热作模具钢H13的宏观检查项目包括:裂纹、折叠、疏松、缩孔残余、偏析等;微观检查项目包括:杂质分布、碳化物偏析、球化组织质量和二次碳化物网等。东莞弘超专业销售国产高品质超细化热作模具钢SWPH13和进口高性价比热作模具钢ORVAR SUPREME,均提供原厂材质证明。
㈠、亚稳定共晶碳化物
H13钢中含碳量并不太高,但合金元素总量达8%左右,它是过共析钢,但不是莱氏体钢。与3Cr2W8V钢相似,由于碳及合金元素的严重偏析,特别是铬元素的作用,H13钢中有时也会出现共晶碳化物,与GCr15钢中的碳化物液析的形成原因相同。这是一种不平衡的亚稳定共晶碳化物,原则上可以采用高温长期扩散退火消除。如果在锻造以后采用锻造余热淬火-高温回火,或模坯进行高温固溶-短时间等温球化方法,都可使碳化物不均匀分布得到改善,甚至消除。上面题图(H13钢中的共晶碳化物分布图)是H13钢中的共晶碳化物的一种分布(试样经淬火-回火),与GCr15钢中的碳化物液析在形态上也非常相似。共晶碳化物一旦形成锋利多角的大块状,并排列成链,或堆集成带或网状,就会促使模具早期失效。
对于这类共晶碳化物,采用GB 1299-1985《合金工具钢技术条件》中的第二级别图来评定显然是不适宜的,一方面H13钢不是莱氏体钢,其中共晶碳化物是不平衡组织;另一方面H13钢中共晶碳化物数量不多,其形成原因又与低合金工模具钢中的液析相似,因此宜参照铬轴承钢技术条件评定比较适宜。评定时,应纵向取样,淬火-回火后制样观察评定。
㈡、碳化物带状偏析
由于铸锭有枝晶偏析,型材改锻退火后有碳化物小球密集成带状分布。未经开坯轧制,直接由钢锭锻打成模坯,退火后碳化物小球呈密集的网状堆集分布,这是国产H13钢普遍存在的质量问题之一。其形成原因、分布、形态都与低合金工模具钢相同,是模具早期脆性开裂的又一重要原因。高温扩散退火能减少元素偏析,提高化学成分和组织的均匀性。大锻造比和六面锻造是提高H13钢组织和性能等向性的有效措施。H13钢中的碳化物大多数是M23C6型铬的碳化物,还有少量M6C和MC型钼和钒的碳化物。淬火加热温度为1100℃时,M23C6型碳化物大部分溶入奥氏体中,淬火后剩余的未溶碳化物一般都较细(亚稳定的共晶碳化物除外),在放大500倍下观察时都呈点状。碳化物带状偏析的检查,可参照《铬轴承钢技术条件》进行评定,检查应在淬火-回火后进行,在纵向剖面观察评定。

H13钢中的碳化物带状偏析图(纵向观察)

上图所示是从脆裂失效的H13钢模具上拍摄的碳化物带状偏析,采用体积分数为4%的硝酸-酒精溶液显示,白带中密集分布着碳化物黑点,并有杂质贯穿其中,基体由于碳及合金元素含量较高(点状碳化物比颗粒状碳化物易于溶解),难于浸蚀,故呈白色。自带之间碳化物稀少,基体中碳及合金元素含量较低,组织较粗,回火马氏体针粗长而且易被浸蚀,这样就形成了黑自相闯的带状分布。从H13钢中所观察到的碳化物偏析带的色彩与低合金工模具钢中观察到的色彩恰好相反,其原因是由于偏析带内碳化物的粗细、淬火加热温度的高低、碳化物的溶解程度的差异所致。下图所示是采用碱性高锰酸钾溶液热染后的横向组织,此时碳化物偏析网被染成棕黑色,其中密集的小球也被染成棕黑色,图片显示的是高碳偏析区在横向剖面上的网状分布。用这类材料制成的模具使用寿命一般都不会高。
H13钢中的碳化物偏析图(横向观察)高锰酸钾溶液染色

下接【H13钢的宏观和微观检查项目(二)-杂质分布_球化质量_二次碳化物网_脱碳层检验

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