文档介绍：2014年12月 The Chinese Journal of Process Engineering Dec. 2014收稿日期:2014?09?17,修回日期:2014?10?23 基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:51274031) 作者简介:宁安刚(1986?),男,山西省太原市人,博士研究生,冶金材料专业,E-mail: ningangang1986@;郭汉杰,通讯联系人,Tel: 010-62334964, E-mail: ******@ustb..H13 钢淬火态碳化物的析出行为及沉淀强化宁安刚1,2, 毛文文1,2, 郭汉杰1,2, 陈希春3(1. 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京 100083;2. 北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083;3. 北京钢铁研究总院高温材料研究所,北京 100094) 摘要:H13热作模具钢在1303 K淬火后,用金相显微镜观察不同部位的组织及变化规律,用碳膜萃取复型,通过透射电镜、电子衍射和能谱分析碳化物类型,统计碳化物的析出量和平均尺寸,考察各部位碳化物对屈服强度的贡献. 结果表明,H13钢经淬火后由珠光体变为马氏体和残余奥氏体,碳化物主要为V8C7和Cr23C6. 由钢锭芯部到1/2R (R为钢锭半径)处,碳化物平均尺寸决定强化贡献,而由1/2R处到钢锭表面,碳化物含量决定强化贡献. 随析出物增多和粒度减小,钢强度、韧性均有提高. 关键词:H13钢;碳化物;淬火;析出热力学;屈服强度中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009?606X(2014)06?1041?061 前言 H13热作模具钢具有优良的热强性、热疲劳性及综合力学性能,广泛用于铝合金压铸模、热锻压模和热挤压模[1?3]. 冶炼H13锭需经电渣重熔、锻造和淬回火工艺. 目前对电渣重熔过程中形成的碳氮化物报道较多[4?6],电渣锭凝固末端H13钢中可析出TiN和V8C7,都为一次碳氮化物,退火态析出物有MC, M6C, M7C3和M23C6[7],回火态主要析出V8C7和Mo2C等二次硬化型碳化物[8]. 文献[9]讨论了H13钢电渣重熔、锻造后退火及回火过程中碳化物种类、形状、大小的演变规律及析出可能性. 目前尚未对H13钢淬火态析出物的种类、大小和分布进行系统研究. 淬火的目的是使奥氏体强化后的工件获得尽量多的马氏体组织. 淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则[10]. 淬火能显著提高H13钢的强度和硬度. Nilsson[11]研究了淬火温度和冷却速度对H13钢韧性的影响. 相同淬火工艺下H13钢中析出物种类、分布对其性能的影响及内部变化规律鲜有报道. 本工作研究淬火态H13钢钢不同部位析出物的种类、大小及分布,考察析出物对淬火态H13钢力学性能的影响. 2 实验 材料与试剂电炉冶炼H13钢出钢后,经钢包精炼炉(LF)、真空脱气炉(VD)、电渣重熔精炼后制成直径220 mm的5 t钢锭,1373 K下锻造成直径105 mm的棒料,1133 K下球化退火4 h,在