热处理与锻造工艺对H13热作模具钢组织与性能的影响
发布时间：2021-01-07 19:10
H13热作模具钢是模具钢品类中一种重要的钢种,具有良好的热强性、红硬性,较高的韧性、淬透性、抗疲劳和良好的抗高温冲击性能,广泛应用于铝、镁、锌等轻合金的压铸模具、铝合金挤压模具与热锻模具。热作模具钢在服役过程中,需要承受因冲击、磨损、热疲劳、塑性变形以及急冷急热而产生的应力,若H13热作模具钢在热处理与锻造过程中处理不当,则会导致模具提前失效,造成经济损失或生产事故。由于金属材料组织的遗传特性会伴随热处理的整个过程,因此,从锻造工艺的始端—电渣钢锭均匀化退火处理开始,系统研究H13热作模具钢热处理与开坯锻造工艺参数对材料组织与性能的影响,揭示热加工工艺对材料性能与组织的影响机理,对指导实际锻造工程具有重要的理论与实践意义。本文以山东莱锻机械有限公司实际生产H13钢为研究对象,采用Gleeble热压缩实验,并借助数值模拟方法,系统研究了不同的处理工艺对材料组织与性能的影响。主要研究工作如下:研究了均匀化热处理温度与时间对均匀化效果、组织与冲击性能的影响规律。对电渣钢锭进行2X3的正交均匀化实验,对均匀化处理后的试样进行锻造、正火、球化退火处理,分析了元素的扩散情况,进行了冲击性能实验,揭...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｈ１３热作模具钢制备加工工艺流程图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｒｏｃｅｓｓ?Ｆｌｏｗ?Ｃｈａｎ?ｏｆ?Ｈ１３?Ｈｏｔ?Ｗｏｒｋ?Ｄｉｅ?Ｓｔｅｅｌ??
，，８５０°Ｃ保温３０ｍｉｎ，当材料热透后，以５°Ｃ／ｍｉｎ的加热速度将材料加热至目标温??度，在达到目标温度后，仍需将材料保温３０ｍｉｎ使材料热透，此时按照实验参数??开始计时。在完成均匀化处理后，因实验条件限制无法立即进行锻造处理，所以??需将材料从炉中取出空冷至室温，获得的试样如图２－４所示。将经过均匀化处理??后的材料转运至工厂，按照图２－５所示的锻造工艺曲线，在工业天然气加热炉中??将材料加热至丨１５ＣＴＣ的始锻温度并保温２ｈ，出炉经Ｗ两镦ｉ拔地自由锻造过程，??将坯料锻造成〇７０ｍｍ圆柱，终锻温度为９５０°Ｃ，当材料低于终锻温度时，需回??炉重新加热至始锻温度，锻造结束后将试样风冷至４５０？５００°Ｃ后空冷。切取部分??试样依次进彳／正火处理与球化退火处理，其工艺曲线如图２－６所示，以１０°Ｃ／ｍｉｎ??的加热速度将材料加热至Ｉ０３０°Ｃ并保温ｌｈ后，直接将材料淬火至室温，重新以??ＩＯ°Ｃ／ｍｍ的加热速度将材料加热至８６０°Ｃ并保温３ｈ，关闭电炉使试样随炉冷却，??当冷却至７５０°Ｃ时，在该温度呆温６ｈ，后随炉缓慢冷却。??，?■?、?？?广?ｒ?＇ｘ?ｒ?ａ?ｒ?＾?＂?Ｎ??
?８／１０／１２??时间／ｈ??图２－３均质化热处理工艺曲线??Ｆｉｇ．?２－３?Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ?ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｃｕｒ＼?ｅ??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]H13热作模具钢中液析碳化物的研究进展[J]. 毛明涛,郭汉杰,孙晓林,王飞. 工程科学学报. 2018(11)
[2]国内外塑料模具钢研究现状与发展趋势[J]. 韩永强,吴晓春. 模具工业. 2018(09)
[3]H13钢CCT曲线的测定与分析[J]. 樊明强,毛磊,秦森,张雲飞,田志强,孙中华. 热加工工艺. 2018(02)
[4]锻造比对H13模具钢晶粒组织遗传规律的影响[J]. 李长荣,张迁,王鹏. 锻压技术. 2017(10)
[5]H13钢高温压缩过程中温升对其变形行为及组织的影响[J]. 樊明强,毛磊,张雲飞,田志强,孙中华,秦森. 钢铁研究学报. 2017(09)
[6]基于原位观察的H13钢中液析碳化物高温行为研究[J]. 毛明涛,郭汉杰,孙晓林,王飞,陈希春,郭靖. 工程科学学报. 2017(08)
[7]Ti-6Al-4V-2Fe合金的多向锻造工艺有限元模拟及微观组织研究[J]. 张毅宁,张悦,李萍,孟庆刚. 锻压技术. 2017(08)
[8]冷却强度对连续定向凝固电渣重熔GCr15轴承钢中碳化物的影响[J]. 刘洋,李晶,史成斌,王甜雨,卢欣彤,李琪蓝. 材料与冶金学报. 2017(02)
[9]高温时H13钢中初生碳氮化物的分解研究[J]. 孙晓林,王飞,陈希春,毛明涛,郭汉杰. 工程科学学报. 2017(05)
[10]含稀土H13钢热变形行为及热加工图研究[J]. 赵正阳,孙明月,孙建亮. 材料导报. 2017(08)
硕士论文
[1]铝合金轴箱体锻造工艺设计与金属变形规律研究[D]. 杨昭.山东大学 2018
[2]铝合金热挤压过程坯料表层金属流动行为及压余微观组织研究[D]. 陈萌萌.山东大学 2016
[3]纯钨大塑性变形模拟及实验研究[D]. 宋群超.合肥工业大学 2015
[4]H13钢经济高效的预处理工艺研究[D]. 韩慧慧.上海大学 2014
[5]4Cr5MoSiV1钢热变形行为及组织研究[D]. 王焕敏.哈尔滨理工大学 2012
[6]H13钢碳化物球化过程及组织力学性能的研究[D]. 张忠侃.昆明理工大学 2010
[7]提高热作模具用H13钢性能的研究[D]. 周健.昆明理工大学 2009
[8]GCr15钢快速球化工艺及生命周期评估（LCA）的研究[D]. 曹双安.江苏大学 2005
本文编号：2963085
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｈ１３热作模具钢制备加工工艺流程图??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｒｏｃｅｓｓ?Ｆｌｏｗ?Ｃｈａｎ?ｏｆ?Ｈ１３?Ｈｏｔ?Ｗｏｒｋ?Ｄｉｅ?Ｓｔｅｅｌ??
，，８５０°Ｃ保温３０ｍｉｎ，当材料热透后，以５°Ｃ／ｍｉｎ的加热速度将材料加热至目标温??度，在达到目标温度后，仍需将材料保温３０ｍｉｎ使材料热透，此时按照实验参数??开始计时。在完成均匀化处理后，因实验条件限制无法立即进行锻造处理，所以??需将材料从炉中取出空冷至室温，获得的试样如图２－４所示。将经过均匀化处理??后的材料转运至工厂，按照图２－５所示的锻造工艺曲线，在工业天然气加热炉中??将材料加热至丨１５ＣＴＣ的始锻温度并保温２ｈ，出炉经Ｗ两镦ｉ拔地自由锻造过程，??将坯料锻造成〇７０ｍｍ圆柱，终锻温度为９５０°Ｃ，当材料低于终锻温度时，需回??炉重新加热至始锻温度，锻造结束后将试样风冷至４５０？５００°Ｃ后空冷。切取部分??试样依次进彳／正火处理与球化退火处理，其工艺曲线如图２－６所示，以１０°Ｃ／ｍｉｎ??的加热速度将材料加热至Ｉ０３０°Ｃ并保温ｌｈ后，直接将材料淬火至室温，重新以??ＩＯ°Ｃ／ｍｍ的加热速度将材料加热至８６０°Ｃ并保温３ｈ，关闭电炉使试样随炉冷却，??当冷却至７５０°Ｃ时，在该温度呆温６ｈ，后随炉缓慢冷却。??，?■?、?？?广?ｒ?＇ｘ?ｒ?ａ?ｒ?＾?＂?Ｎ??
?８／１０／１２??时间／ｈ??图２－３均质化热处理工艺曲线??Ｆｉｇ．?２－３?Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ?ｈｅａｔ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｃｕｒ＼?ｅ??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]H13热作模具钢中液析碳化物的研究进展[J]. 毛明涛,郭汉杰,孙晓林,王飞. 工程科学学报. 2018(11)
[2]国内外塑料模具钢研究现状与发展趋势[J]. 韩永强,吴晓春. 模具工业. 2018(09)
[3]H13钢CCT曲线的测定与分析[J]. 樊明强,毛磊,秦森,张雲飞,田志强,孙中华. 热加工工艺. 2018(02)
[4]锻造比对H13模具钢晶粒组织遗传规律的影响[J]. 李长荣,张迁,王鹏. 锻压技术. 2017(10)
[5]H13钢高温压缩过程中温升对其变形行为及组织的影响[J]. 樊明强,毛磊,张雲飞,田志强,孙中华,秦森. 钢铁研究学报. 2017(09)
[6]基于原位观察的H13钢中液析碳化物高温行为研究[J]. 毛明涛,郭汉杰,孙晓林,王飞,陈希春,郭靖. 工程科学学报. 2017(08)
[7]Ti-6Al-4V-2Fe合金的多向锻造工艺有限元模拟及微观组织研究[J]. 张毅宁,张悦,李萍,孟庆刚. 锻压技术. 2017(08)
[8]冷却强度对连续定向凝固电渣重熔GCr15轴承钢中碳化物的影响[J]. 刘洋,李晶,史成斌,王甜雨,卢欣彤,李琪蓝. 材料与冶金学报. 2017(02)
[9]高温时H13钢中初生碳氮化物的分解研究[J]. 孙晓林,王飞,陈希春,毛明涛,郭汉杰. 工程科学学报. 2017(05)
[10]含稀土H13钢热变形行为及热加工图研究[J]. 赵正阳,孙明月,孙建亮. 材料导报. 2017(08)
硕士论文
[1]铝合金轴箱体锻造工艺设计与金属变形规律研究[D]. 杨昭.山东大学 2018
[2]铝合金热挤压过程坯料表层金属流动行为及压余微观组织研究[D]. 陈萌萌.山东大学 2016
[3]纯钨大塑性变形模拟及实验研究[D]. 宋群超.合肥工业大学 2015
[4]H13钢经济高效的预处理工艺研究[D]. 韩慧慧.上海大学 2014
[5]4Cr5MoSiV1钢热变形行为及组织研究[D]. 王焕敏.哈尔滨理工大学 2012
[6]H13钢碳化物球化过程及组织力学性能的研究[D]. 张忠侃.昆明理工大学 2010
[7]提高热作模具用H13钢性能的研究[D]. 周健.昆明理工大学 2009
[8]GCr15钢快速球化工艺及生命周期评估（LCA）的研究[D]. 曹双安.江苏大学 2005
本文编号：2963085
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