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|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(二)-杂质分布_球化质量_二次碳化物网_脱碳层检验

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

上接【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
㈢、杂质分布
提高H13钢的清洁度,特别是减少含硫量,是提高H13钢模具使用寿命的有效措施。例如,硫的质量分数低于0.014%时,就可大大提高钢材的KIC值。所以国外优质H13模具钢的含硫量要求质量分数控制在0.005%~0.008%之间,电渣重熔钢可以达到这一水平。H13钢的杂质,按GB 10561-1989《钢中非金属夹杂物显微评定方法》评定。电渣重熔钢中杂质一般可以达到0.5~1.5级水平;电炉钢的杂质总量最好不要超过1~2级,但实际生产中往往不能保证。下图左所示是H13钢中的塑性杂质物。下图右所示是H13钢中的特大型氧化物杂质,都是从早期脆裂的H13钢模具中拍摄的,这类大颗粒杂质一般都不允许存在。东莞弘超销售的高品质热作模具钢SWPH13(超细化H13钢)的杂质含量极低(P含量不大于0.015%,S不大于0.005%),可与进口SKD61、ASSAB 8407、ORVAR SUPREME相媲美。
H13钢中的塑性夹杂  H13钢中的脆性夹杂图

㈣、球化质量、二次碳化物网和脱碳层检验
H13钢的球化组织为点状和小球状珠光体可按GB 1299-1985合金工具钢技术条件中的第一级别图评定其球化质量。被检试样拋磨后最好采用体积分数为4%的苦味酸酒精溶液浸蚀,在放大500倍下评定。H13钢材球化后一般都能达到2~3级,如下图所示。
H13钢的球化组织图
H13钢由于球化时加热温度过高,或锻造时停锻温度较高,冷却又较缓慢时,球化后的组织中可能会出现二次碳化物网络,见下图所示。成分偏析严重的钢材中,一般都有一次碳化物网。锻后缓冷遗留下来的二次碳化物网一般能把停锻时的粗大晶粒描画出来。球化过热形成的二次碳化物网一般会伴有粗粒或粗片珠光体。图中的二次碳化物网应属于锻后缓冷时形成的,因此球化退火前应增加正火工序予以消除。东莞弘超温馨提醒您,材料成分偏析严重时,即使正火也不能消除。检查钢中的二次碳化物网,应在淬火-回火后进行,按GB 1299-1985《合金工具钢技术条件》中的第二级别图对照评定,最好不超过2级。
H13钢的二次碳化物网分布图
淬火组织中出现碳化物网有两种原因:其一是球化组织中已有二次碳化物网存在,这种网在淬火加热时有一部分溶入奥氏体中,还有一部分残留在晶界上(退火后存在的细网有可能在淬火加热时全部溶入奥氏体中),回火时有所加粗;其二是工件高温加热奥氏体化后,淬火冷却速度相对较缓慢,过饱和奥氏体可能在冷却过程中沿晶界析出二次碳化物。这两种碳化物都会对模具造成危害。这两类碳化物网络在形态上是有区别的:淬火冷却时形成的碳化物网,网孔较小,网络细瘦,全部或局部形成封闭网络,采用硝酸-酒精溶液浸蚀磨面难于呈现网络,有时须采用热染色方法才能全面清晰地显示;而球化组织中已存在的碳化物网,在淬火-回火后观察时,网孔一般比较粗大、网络比较粗肥,而且很少形成全封闭网络,采用硝酸-酒精溶液浸蚀磨面就能观察到白色网络,采用热染色可以更好地提高其清晰度。上面题图所示是H13钢模具中检出的二次碳化物网(碱性高锰酸钾溶液染色),工件已经淬火、回火,采用碱性高锰酸钾溶液染色,网孔比较粗大,网络比较肥厚,应是球化组织中存在的碳化物网,淬火加热时虽有部分溶入奥氏体中,但还有部分残留在晶界上,一旦形成半封闭网络,模具在机械加工过程中、安装调试时或服役过程中,都可能脆性开裂。
东莞弘超实际应用证明,进厂材料、精密锻造工件、失效工件,都必须按GB 1299-1985《合金工具钢技术条件》和GB 224-1987《钢的脱碳层深度测定方法》进行脱碳层检查,因为H13钢中含有一定数量的钼,有脱碳敏感性。

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