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《昆明理工大学》 2010年
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H13钢碳化物球化过程及组织力学性能的研究

张忠侃  
【摘要】:H13钢是热作模具钢的主要代表品种,主要用于铝合金压铸模、热锻压模和热挤压模,在国内外得到最广泛的应用。H13钢在服役过程中必须承受很大急冷急热和较大的冲击力、磨损、摩擦、热疲劳、塑性变形、机械性破坏。因此就要求H13钢具有抵抗这些现象的特性。与进口H13钢相比,国产H13钢仍然存在很多不足,带状偏析较为严重,模具在使用过程中过早的出现龟裂,使用寿命不高,冲击韧性较低等。而H13钢的球化退火对均匀组织,降低硬度,提高材料的力学性能有着重要的意义。球化退火在实际生产需要长时间的加热,使生产周期增长,并增加成本。因此,研究球化退火的机理对找到最佳的退火工艺有着重要的理论依据,它可以提高H13钢的生产质量,降低成本。 退火态是模具钢供应商的出厂供货组织状态,其球化退火的优劣直接地影响着用户最终的使用性能。工模具钢由于合金元素和含碳量都较高,在锻轧后都要进行球化退火处理,以均匀组织和降低硬度,方便模具的机械加工。而影响球化退火组织与硬度的影响因素诸多,如退火加热时残留碳化物数目和尺寸、加热温度、加热速度、保温时间、冷却速度、模具钢的合金元素含量及原始组织等都会影响到球化效果及退火硬度。 本文通过长时间亚温退火、缓慢冷却退火、等温退火等工艺试验,将退火后试样用光学金相显微镜、SEM、TEM、能谱分析、相分析等试验方法,研究不同的因素对碳化物球化的影响,并分析不同退火工艺对力学性能的影响。试验还用Thermo-calc热力学计算软件分析H13钢的平衡态组织及不同类型碳化物的转变。在所得试验数据的基础上通过分析,得出以下主要结论: (1)不同组织的H13钢在球化退火时碳化物的球化机理不同。马氏体时,球化速度快,但得到的碳化物颗粒小,硬度高;珠光体时,球化速度慢,但得到的碳化物颗粒大,硬度低。 (2)奥氏体化条件对H13钢珠光体的球化极为关键。合适的奥氏体化温度和时间可以使残留碳化物的数量和尺寸保持在最佳的值,为球化提供有力条件。 (3)合适的球化退火工艺可以提高H13钢的退火态和淬回火态力学性能。 (4)H13钢退火态中的主要碳化物类型有:MC、M6C、M7C3、M23C6,不同类型的碳化物所含的主要合金元素不同,对材料的性能影响也不同。碳化物的形态和分布对H13钢的力学性能也有影响。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG142.15

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