不同退火工藝對H13鋼組織和力學(xué)性能的影響

H13鋼作為一種世界范圍內(nèi)廣泛使用的熱作模具鋼，按正常的工藝鍛造后，可得到馬氏體、貝氏體混合組織，硬度較高，難以切削加工，必須進(jìn)行球化退火，球化退火對于消除鋼中的殘余應(yīng)力、降低硬度、使合金碳化物均勻分布有較大作用，同時(shí)也為最終淬、回火熱處理作好組織上的準(zhǔn)備。大量的試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐證明，只有當(dāng)原始組織為細(xì)球狀珠光體，經(jīng)過合理的淬、回火工藝處理后，H13鋼可獲得隱晶回火馬氏體及在其上分布的細(xì)小碳化物顆粒的組織，這種組織使得H13鋼具有較好的高溫強(qiáng)度和韌性。H13鋼的高韌性對提高模具的抗熱裂紋、抗整體開裂能力起到至關(guān)重要的作用。因此，球化退火工藝制定得好壞，將會影響最終產(chǎn)品的性能。目前，生產(chǎn)上已經(jīng)形成了一些常見的退火工藝，如采用亞溫退火縮短球化時(shí)間，提高中碳鋼塑性和冷成形性。采用等溫退火提高H13鋼綜合性能，采用Ac1稍上溫度保溫后以20℃/h的冷速冷卻以降低退火硬度等，但目前通過采用優(yōu)化的退火工藝是否能大幅度提高H13鋼的沖擊韌性仍沒有統(tǒng)一的說法，退火組織是否對鋼材韌性的提高起著決定性的作用仍然是現(xiàn)階段研究提高H13鋼質(zhì)量的較大疑問。

用OM、SEM研究了亞溫退火、等溫退火、緩慢冷卻退火3種工藝對H13鋼組織和力學(xué)性能的影響。得出的結(jié)論如下：

采用亞溫球化退火處理的H13鋼退火態(tài)碳化物粒度最小，但數(shù)量最多，退火硬度高;緩冷退火后碳化物尺寸較大，但數(shù)量很少，退火硬度也低;等溫退火介于兩者之間。

H13鋼經(jīng)等溫退火或緩冷退火處理后，退火組織中碳化物均勻性提高，力學(xué)性能也相應(yīng)提高，相比而言，縱向提高幅度較大，橫向提高幅度較小。

H13鋼中非金屬夾雜物、一次碳化物制約著H13鋼韌性的提高，應(yīng)重視鋼材冶煉質(zhì)量的提高。