H13化學成分中碳含量的深入研究
發布時間：2020-09-16 09:55:06
H13化學成分中碳含量的深入研究
H13模具鋼在世界上的應用極其普遍，同時各國許多學者對它進行了廣泛的研究，因為鋼的應用廣泛和具有優良的特性，主要由鋼的化學成分決定的。下面對H13鋼的成分中碳含量加以分析。
1、國際碳含量的標準
美國AISI標準的H13含碳量都規定為（0.32~0.45）%，是所有H13鋼中含碳量范圍更寬的。我國GB/T1299和YB/T094中4Cr5MoSiV1和SM4Cr5MoSiV1的含碳量為（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分別與SKD61和美國AISIH13相同。
2、碳含量的分析
鋼中含碳量決定淬火鋼的基體硬度，按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關系曲線可以道，H13鋼的淬火硬度在55HRC左右。對工具鋼而言，鋼中的碳一部分進入鋼的基體中引起固溶強化。另外一部分碳將和合金元素中的碳化物形成元素結合成合金碳化物。對熱作模具鋼，這種合金碳化物除少量殘留的以外，還要求它在回火過程中在淬火馬氏體基體上彌散析出產生兩次硬化現象。從而由均勻分布的殘留合金碳化合物和回火馬氏體的組織來決定熱作模具鋼的性能。由此可見，鋼中的含C量不能太低。
含5%Cr的H13鋼應具有高的韌度，故其含C量應保持在形成少量合金C化物的水平上。有人指出在870℃的Fe-Cr-C三元相圖上，H13鋼的位置在奧氏體A和（A+M3C+M7C3）三相區的交界位置處較好。相應的含C量約0.4%。另外重要的是，保持相對較低的含C量是使鋼的Ms點取于相對較高的溫度水平（H13鋼的Ms一般資料介紹為340℃左右），使該鋼在淬冷至室溫時獲得以馬氏體為主加少量殘余A和殘留均勻分布的合金C化物組織，并經回火后獲得均勻的回火馬氏體組織。避免使過多殘余奧氏體在工作溫度下發生轉變影響工件的工作性能或變形。
眾所周知，鋼中增加碳含量將提高鋼的強度，對熱作模具鋼而言，會使高溫強度、熱硬度和耐磨損性提高，但會導致其韌度的降低。通常認為導致鋼塑性和韌度降低的含碳量界限為0.4%。為此要求人們在鋼合金化設計時遵循下述原則：在保持強度前提下要盡可能降低鋼的含碳量，有資料已提出：在鋼抗拉強度達1550MPa以上時，含C量在0.3%-0.4%為宜。H13鋼的強度Rm，有文獻介紹為1503.1MPa（46HRC時）和1937.5MPa（51HRC時）。
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