热处理工艺对H13钢组织性能影响规律的研究

发布时间：2017-10-26 04:03

  本文关键词：热处理工艺对H13钢组织性能影响规律的研究

  更多相关文章： H13钢 均质化 预处理工艺 CCT曲线 冲击韧性 淬火回火

【摘要】：H13钢是一种强韧兼具的空冷硬化型热作模具钢,具有良好的热强性、红硬性、较高的韧性、耐磨性、抗热疲劳性能及抗热裂能力,通常用于制造热挤压模,热锻模,铝、铜及其合金的压铸模具等,是目前国内外应用最广泛的热作模具钢之一。本文针对目前国内H13钢生产存在的质量稳定性差等问题,以稳定生产高品质H13钢为目标,以H13钢真空锭和电渣锭作为试验材料,测定了试验钢的CCT曲线,较为系统的研究了热处理工艺对H13钢组织性能的影响规律,试验优选了H13钢均质化处理工艺、预备热处理工艺以及淬火、回火工艺,得出以下主要结论:1)H13钢真空锭和电渣锭的铸态组织中存在严重的枝晶偏析和液析碳化物,为消除铸锭的组织缺陷,对铸锭进行均匀化处理,经过试验,优选出电渣锭和真空锭的最佳均质化处理工艺分别为:1 180℃×6 h,空冷,和1 280℃×8 h,空冷。均质化处理后铸锭的成分偏析得到根本改善,液析碳化物边缘发生溶解,外形趋于圆整,铸锭的成分和组织的不均匀性显著改善。2)所测定的H13钢CCT曲线表明:H13钢具有良好的淬透性,在冷速为1℃/s时即可获得完全马氏体组织。升高淬火温度,使得Ms点降低,980℃和1 030℃奥氏体化后的Ms点分别为360℃和330℃。3)本试验条件下,H13钢最佳的预备热处理工艺为固溶+等温退火,工艺参数为1 080℃×1 h,空冷,870℃×1 h,炉冷至750℃×2 h,空冷。试样退火态硬度为175 HBW。经过1 040℃保温1 h,空冷淬火,600℃保温2 h,空冷二次回火处理后,试样的硬度为44.38 HRC,横向冲击功12.2 J,横纵冲击功比0.82,其组织及性能均达到高档优质H13钢标准。4)试验钢调质态组织为回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体;在980~1 080℃淬火区间内,提高淬火温度,有利于提高试样淬火、回火后的硬度、冲击韧性和热稳定性能。淬火温度升高,淬火试样在回火过程中出现的“二次硬化峰”升高,二次硬化出现的温度降低。980℃、1 030℃和1 080℃淬火试样,回火二次硬化出现的温度区间分别为550~570℃、530~550℃、510~530℃。H13钢最佳的淬火、回火工艺为:1 080℃×1 h,空冷淬火,600℃×2 h,空冷二次回火。
【关键词】：H13钢 均质化 预处理工艺 CCT曲线 冲击韧性 淬火回火
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1;TG161
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 热作模具钢概述9-14
• 1.1.1 热作模具钢分类9-10
• 1.1.2 热作模具钢发展过程10-13
• 1.1.3 热作模具钢性能要求13-14
• 1.2 H13钢研究现状14-17
• 1.2.1 H13钢成分设计14-15
• 1.2.2 H13钢组织特征15
• 1.2.3 H13钢热处理特点15-17
• 1.3 研究目的与内容17-19
• 第2章 均质化与锻造工艺研究19-33
• 2.1 试验材料及试验方法19-20
• 2.2 均质化工艺研究20-24
• 2.3 锻造工艺研究24-31
• 2.3.1 真应力-真应变曲线25-28
• 2.3.2 变形条件对变形组织的影响28-30
• 2.3.3 锻造工艺的确定30-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第3章 H13钢预处理工艺优化33-49
• 3.1 连续冷却转变（CCT）曲线测定33-37
• 3.1.1 连续冷却转变曲线分析33-35
• 3.1.2 连续冷却转变组织分析35-37
• 3.2 预备热处理工艺对H13钢组织的影响37-45
• 3.2.1 预备热处理工艺对球化组织的影响38-40
• 3.2.2 预处理工艺对调质组织的影响40-41
• 3.2.3 退火态H13钢中的碳化物41-45
• 3.3 预备热处理工艺对H13钢力学性能的影响45-47
• 3.3.1 预备热处理工艺对硬度的影响45-46
• 3.3.2 预备热处理工艺对冲击韧性的影响46-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 淬火工艺对H13钢组织及性能的影响49-57
• 4.1 淬火温度对H13钢组织的影响49-52
• 4.1.1 淬火温度对淬火组织的影响49-51
• 4.1.2 淬火温度对回火组织的影响51-52
• 4.2 淬火温度对H13钢力学性能的影响52-53
• 4.2.1 淬火温度对硬度的影响52
• 4.2.2 淬火温度对冲击韧性的影响52-53
• 4.3 淬火温度对H13钢高温性能的影响53-55
• 4.3.1 淬火温度对回火稳定性的影响53-54
• 4.3.2 淬火温度对热稳定性的影响54-55
• 4.4 本章小结55-57
• 结论57-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间所发表的论文63-65
• 致谢65

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本文编号：1096910