H13鋼相當于4Cr5MoSiV1，是典型的熱作。模具鋼。低倍檢驗中經常出現不同程度的偏析，影響鋼材質量。隔離超過6級。因此，有必要分析偏析產生的原因，以改善H13鋼的宏觀組織。

　　1.選樣

　　H13鋼采用電爐初煉+VHD精煉的雙重工藝冶煉成錠，然后鍛造成不同尺寸的棒材。試驗材料取自∣←→∣140mm棒材，其化學成分如下:

　　成分(%)

　　零點零零三

　　零點零一三

　　按規(guī)定位置從棒材上取下低倍試件，腐蝕后偏析為67級。根據掃描電鏡的樣品尺寸，從這個低倍試件上切下試樣。樣品包括用于對比分析的偏析帶和基體。首先用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察偏析的形貌和夾雜物的特征，然后用元素分析和掃描電鏡對夾雜物進行表征，找出偏析的原因。

　　二、測試結果

　　1.離析的形態(tài)特征

　　腐蝕后低倍試樣的宏觀特征如圖1所示。

　　從照片中可以看出，樣品左側有較重的偏析帶，呈現明顯的黑色條帶，而右側的偏析較輕，其中顏色較淺的為基體。

　　用掃描電鏡在不同放大倍數下觀察了偏析帶和基體的微觀特征。照片是掃描電子顯微鏡的二次電子圖像。左邊是隔離區(qū)，右邊是基質。從照片2-1看，隔離帶上類似于網的白色區(qū)域幾乎是連在一起的，黑色區(qū)域很少?；迳系陌咨W紋明顯減少，間斷開始的黑色區(qū)域居多。白色網狀區(qū)域是低倍試樣上易受腐蝕的區(qū)域，因此低倍試樣上的隔離區(qū)顯示較暗的顏色。照片2-2是放大倍數更高的特寫。為了描述方便，二次電子圖像中的白色區(qū)域稱為A區(qū)，黑色區(qū)域稱為B區(qū)，也就是說，在隔離帶中A區(qū)和B區(qū)要多得多，矩陣是相反的。因此， 只要測量A區(qū)和B區(qū)的差異，就可以知道偏析帶和基體的差異。為此，我們在兩個方面進行了元素分析。

　?、仍胤治?/p>

　　選擇視場，比如照片3左上角的二次電子圖像，放大130倍左右。照片中的白線是電子束線的掃描位置，包括A、b兩個區(qū)域，測試條件如照片3右上角所示。樣品的移動距離為04毫米..元素分析結果如圖3中的六條曲線所示，白線處顯示了Mn、Si、Mo、C、Cr和V六種元素的變化。由此可見一斑。模具鋼H13多少錢一噸？A區(qū)的C、Mo、Cr、V明顯高于b區(qū)，而且這些元素在A區(qū)的分布也不是均勻連續(xù)的，存在不同程度的波動，尤其是C、Mo、V，可以推斷這些元素多為顆粒狀。半定量粗略估算，B區(qū)C約為56%，Cr約為84%，V約為68%，Mo約為62%， 并且兩個區(qū)域之間的Si和Mn沒有差異。因此，C、Cr、Mo和V元素的富集形成了偏析帶。為了進一步了解這些元素在偏析帶和基體中的存在形式和分布狀態(tài)，我們還進行了顯微組織觀察和部分定性分析。

　　3.組織觀察和表征

　?、?初生相和夾雜物的特征和表征

　　拋光后的金相試樣無腐蝕，觀察到初生相和夾雜物在偏析帶和基體中的分布。發(fā)現樣品的更后一相有明顯的邊界，有一定的形狀，如正方形、三角形、條形等。，在顯微鏡下呈淡黃色。偏析帶中這些相的數量明顯多于基體。試樣中還有黑色夾雜物，其數量明顯少于初生相，且分布較為均勻。比如照片4。另外，在觀察中，改變焦距可以隱約看到小顆粒的聚集和分布，但不容易分辨出偏析帶和基體的區(qū)別。

　　為了確定初生相和夾雜物中所含的元素，進行了元素平面掃描:成分相中黑色初生相為(V，Ti)(C，N)，但不同初生相顆粒中所含元素的含量不盡相同，有的可能相差很大，有的有明顯的Mo。

　　夾雜物表面掃描是C、O、Mo、Al、Ti、V六種元素表面掃描的結果，上側的黑色顆粒是Al、Mg的氧化物，外側被V、Ti的碳化物覆蓋(并非合金中所有氧化物周圍都有V、Ti的碳化物)。左圖的粒子近似正方形，分別是(V，Ti)(C，N)。

　　ⅱ.組織特征

　　拋光后的金相試樣經苦味酸腐蝕后，觀察到的組織為球狀珠光體，如圖5所示，左側為偏析帶組織，右側為基體。從照片5-1可以清楚地看到，在偏析帶上有小顆粒密集區(qū)，主要是滲碳體。為了了解小顆粒密集區(qū)與低偏析區(qū)A區(qū)和B區(qū)的關系，我們對金相樣品進行了深度蝕刻，并在金相顯微鏡下進行了對比。結果如圖5-2所示。從5-2可以看出，小顆粒密集的區(qū)域容易腐蝕發(fā)黑。偏析的黑色區(qū)域明顯多于基體。在低倍腐蝕的情況下，小顆粒密集的區(qū)域也會優(yōu)先被腐蝕，如圖5-3所示。 其規(guī)律與金相學相似。只是金相分析。低倍腐蝕條件不同，低倍腐蝕力遠大于金相。雖然都是優(yōu)先腐蝕，但腐蝕程度不同，特征也略有不同，可以說是大同小異。因此，金相試樣中小顆粒的密集區(qū)是低倍試樣上的A區(qū)，非密集區(qū)是B區(qū)。

　　1.硬度測量

　　從以上分析可以看出，偏析帶是Cr、Fe滲碳體和一次碳氮化物小顆粒集中的地方，所以偏析帶和基體的硬度應該是不同的。因此，我們在腐蝕后的金相試樣上測量了維氏硬度，結果表明，在偏析帶測量的5個點的平均值為154，基體的平均值為143?？梢钥闯觯鰩У木S氏硬度高于基體(HV1011)

　　從上述試驗結果可以看出，H13合金試樣的顯微組織為球狀珠光體。中珠光體Cr和Fe的滲碳體顆粒在合金中分布不均勻，有滲碳體顆粒密集區(qū)和非密集區(qū)。其他合金有一定的形狀，如正方形、三角形等。，界限明顯。淺黃色的初生碳氮化物是(V，Ti，Mo)(C，N)，這些碳氮化物中各種元素的含量明顯不同。合金中碳氮化物分布不均勻，與滲碳體顆粒分布一致，即滲碳體顆粒密集區(qū)碳氮化物較多。模具鋼H13多少錢一噸？合金中的點狀夾雜物為Al和Mg的氧化物，部分被V和Ti的碳氮化物包圍，分布均勻。

　　與基體相比，偏析帶的顯微組織明顯不同。偏析帶上的滲碳體小顆粒密集區(qū)明顯多于基體，一次碳氮化物也多于基體，硬度略高于基體。金相深度腐蝕試驗表明，滲碳體顆粒易受腐蝕，先變黑。低倍也是如此，但低倍的腐蝕能力大于金相，所以表現出比金相更黑、腐蝕面更大的特點。另外，從低偏析帶A區(qū)和B區(qū)元素的分析特征來看，各元素的峰值對應相應的顆粒。

　　H13鋼試樣的顯微組織為球狀珠光體，滲碳體中的主要元素為Cr和Fe，初生碳氮化物為(V，Ti，Mo)(C，N)，點狀夾雜物為al和Mg的氮化物，部分夾雜物周圍有V和Ti的碳化物。

　　H13鋼的宏觀偏析帶是由于合金中C、Cr、V、Mo、Ti等元素的偏析，導致滲碳體顆粒的形成和初生碳氮化物的偏析。當宏觀腐蝕發(fā)生時，它們優(yōu)先腐蝕并形成隔離區(qū)。

　?、酆辖鸪煞执_定后，選擇合理的冶煉、加工和退火工藝，可以降低偏析等級。

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