H13鋼是一種空冷硬化型熱作模具鋼，具有高淬透性、韌性及優(yōu)良的抗熱疲勞性能，是當今世界范圍內(nèi)使用最廣泛的熱作模具鋼之一。在服役狀態(tài)下，熱作模具材料需承受沖擊載荷及冷熱交替作用，常因強度及韌性不足，尤其是橫向韌性差而導致早期失效。因此，改善熱作模具鋼的顯微組織，提高其沖擊韌性，可顯著提高模具的使用壽命。目前，國內(nèi)外針對H13鋼的研究多集中在相變動力學、熱處理工藝等方面，而針對鍛造工藝對H13鋼組織及性能影響的研究并不多見。
研究人員選用邢鋼生產(chǎn)的H13電渣重熔鋼，分別進行“一鐓一拔”和“三鐓三拔”鍛造加工，從組織、沖擊韌性等方面進行對比分析，為明確H13鋼鍛造工藝的選擇提供一定的參考。試驗用H13鋼錠經(jīng)電渣重熔工藝冶煉，鋼錠化學成分見下面：
H13鋼的化學成分（wt%）
C:0.32~0.45Si:0.80~1.20Mn:0.20~0.50Cr:4.75~5.50Mo:1.10~1.75V:0.80~1.20p：≤0.030S：≤0.030
始鍛溫度1180℃，終鍛溫度850℃，進料量控制在下砧寬的1/3～1/2，鐓粗比為3∶1，總鍛造比為4∶1；分別進行一次鐓粗、拔長和三次鐓粗、拔長成形。在鋼錠心部取樣，觀察橫向鑄態(tài)組織。在鍛件心部取10mm×10mm×55mm夏比V型缺口沖擊試樣，試樣經(jīng)調(diào)質(zhì)（1030℃保溫30min，并在590℃回火2次，每次2h)處理后，采用JB30B型沖擊試驗機進行沖擊試驗，利用JSM-6510型掃描電鏡觀察沖擊斷口形貌。鍛后退火態(tài)金相試樣經(jīng)4%硝酸酒精溶液腐蝕后，用Leica DM 2700M型金相顯微鏡進行組織分析。
試驗結(jié)果表明：
?。?）與一鐓一拔比，采用三鐓三拔工藝后，H13鋼的顯微組織明顯改善，晶粒細化，帶狀偏析顯著減少，碳化物分布更均勻，材料的橫向沖擊性能顯著提高。
?。?）H13鋼的橫向沖擊性能提高主要與細晶增韌、帶狀偏析、沿晶碳化物減少以及碳化物分布更加均勻，從而弱化了裂紋萌生的傾向性等因素。
?。?）三鐓三拔工藝可以顯著改善H13鋼的組織，提高沖擊性能。因此，三鐓三拔比一鐓一拔更優(yōu)越。
來源：熱加工論壇
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