h13钢是使用最广泛和代表性的热作模具钢种,它的主要特性是:(1)具有高的淬透性和高的韧性;(2)优良的抗热裂能力,在工作场合可予以水冷;(3)具有中等耐磨损能力,还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度,但要略为降低抗热裂能力;(4)因其含碳量较低,回火中二次硬化能力较差;(5)在较高温度下具有抗软化能力,但使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃);(6)热处理的变形小;(7)中等和高的切削加工性;(8)中等抗脱碳能力。更为令人注意的是,它还可用于制作航空工业上的重要构件。
含0.5%cr的h13钢应具有高的韧度,故其含c量应保持在形成少量合金c化物的水平上。woodyatt 和krauss指出在870℃的fe-cr-c三元相图上,h13钢的位置在奥氏体a和(a+m3c+m7c3)三相区的交界位置处较好。相应的含c量约0.4%。图上还标出增加c或cr量使m7c3量增多,具有更高耐磨性能的a2和d2钢以作比较。另外重要的是,保持相对较低的含c量是使钢的ms点取于相对较高的温度水平(h13钢的ms一般资料介绍为340℃左右),使该钢在淬冷至室温时获得以马氏体为主加少量残余a和残留均匀分布的合金c化物组织,并经回火后获得均匀的回火马氏体组织。
cr对钢共析点的影响,它和mn大致相似,在约5%的含铬量时,共析点的含c量降到0.5%左右。另外si﹑w﹑mo﹑v﹑ti的加入更显著降低共析点含c量。为此可以知道:热作模具钢和高速钢一样属于过共析钢。共析含c量的降低,将增加奥氏体化后组织中和最后组织中的合金碳化物含量。
钢中合金c化物的行为与其自身的稳定性有关,实际上,合金c化物的结构、稳定性与相应c化物形成元素的d电子壳层和s电子壳层的电子欠缺程度相关[17]。随着电子欠缺程度下降,金属原子半径随之减小,碳和金属元素的原子半径比rc/rm增加,合金c化物由间隙相向间隙化合物变化,c化物的稳定性减弱,其相应熔化温度和在a中溶解温度降低,其生成自由能的絕對值减小,相应的硬度值下降。
湖北日盛科技有限公司
0757 23837388