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H13 ESR模具钢

H13两种不同H13钢强韧性能对比研究

钢材牌号及型号规格: H13 ESR模具钢
H13 ESR模具钢性能用途、密度硬度和化学成分:热作模具钢要求材料具有高的淬透性、高温强度、耐磨性、韧度和足够的塑性、高的抗热裂能力和高的耐熔损性能等。标准中4Cr5MoSiV1钢是一种中耐热韧性钢,与日本JIS标准SKD61钢按照成分划分
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H13 ESR模具钢出厂状态、相关参数和注意事项

热作模具钢要求材料具有高的淬透性、高温强度、耐磨性、韧度和足够的塑性、高的抗热裂能力和高的耐熔损性能等。标准中4Cr5MoSiV1钢是一种中耐热韧性钢,与日本JIS标准SKD61钢按照成分划分均属于美国ASTM标准的H13钢,其具有良好的抗冷热疲劳性能,被广泛应用于铝合金、镁合金及锌合金等轻合金压铸领域。H13钢是目前使用广泛和具代表性的热作模具钢。国产钢同进口钢材相比仍存在淬火开裂、热疲劳强度低和模具寿命短等问题,使国产热作模具钢丧失了竞争优势。为此,对4Cr5MoSiV1和SKD61钢在抗拉强度、冲击韧性和析出相等方面进行了研究,同时结合SEM与EDS分析结果,探讨了两种钢强韧性差异的原因,为国产H13钢性能的改善提供参考。

实验材料为Φ30mm商业用退火态4Cr5MoSiV1和SKD61 钢,其具体化学成分如表1所示。按GB/T228-2002加工Φ5mm标准拉伸试样,在CMT4105微机电子***试验机上测定抗拉强度;冲击韧性实验采用10mm×10mm×50mmV型缺口冲击试样,在JB-30B型摆锤式冲击试验机上测定冲击功;材料硬度由XHB-3000型布氏硬度计测定。
表1  实验钢化学成分(质量分数,%)
实验钢 C Si Mn P S Cr Mo V
SKD 61 0.39 0.93 0.39 0.02 <0.001 5.06 1.22 0.83
4Cr5MoSiV1 0.40 1.06 0.33 0.021 0.0035 5.13 1.32 0.86
 
采用带EDS的JSM-6480LV扫描电镜观察断口形貌,以及实验钢电解后的析出相和夹杂物。电解工艺:10%乙酰丙酮、1%四甲基氯化铵和甲醇溶液,侵蚀电流80mA/cm2,电解时间10min。实验结果表明:
(1)SKD61钢的晶粒尺寸比4Cr5MoSiV1钢的更细小,由于细晶强化而改善了其强韧性。
(2)实验钢中均存在镁铝尖晶石等高硬度夹杂物,但SKD61钢中的夹杂物尺寸小,数量少且呈弥散分布。
(3)SKD61钢中析出的碳化物数量多,且分布比4Cr5MoSiV1钢中的情况更均匀。(心远)


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