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h13(4cr5mosiv1)是國際上普遍使用的熱作模具鋼，h13具有較高的熱強(qiáng)度和硬度、較高的耐磨性和韌性，以及很好的耐熱疲勞，廣泛應(yīng)用于各種鍛模、熱擠壓模，以及鋁，銅和合金的壓鑄模具中。熱作模具鋼工作時(shí)承受很大的沖擊載荷、強(qiáng)烈的摩擦、劇烈的冷熱循環(huán)(huán)引起的熱應(yīng)力及高溫氧化，常出現(xiàn)崩裂、塌陷、磨損和龜裂等失效形式。

h13工藝控制措施

從h13鋼的化學(xué)(xué)成分和組織特點(diǎn)(diǎn)可以看出，熱加工時(shí)對h13鋼模具的組織和性能產(chǎn)(chǎn)生很大的影響。為了防止h13鋼模具早期失效，延長(cháng)使用壽命，所以必須制定一個(gè)科學(xué)(xué)合理的熱加工工藝。

1．鍛造工藝

h13鋼合金元素含量高，導(dǎo)熱性差，共品溫度比較低，容易引起過(guò)燒。對于直徑>70mm的坯料，應(yīng)先在

800～900℃區(qū)問(wèn)預(yù)熱，然后在始鍛溫度1065～1175℃加熱，鍛造時(shí)進(jìn)(jìn)行多次拔長(cháng)鐓粗，總鍛造比>4。

2．球化退火工藝

球化退火工藝的目的是均勻組織，降低硬度，改善切削加工性能，為淬火和回火做組織準(zhǔn)備。球化退火工藝是在845～900℃保溫1h+1min/mm，然后爐冷至720～740℃等溫2h+1min/mm，最后爐冷至500℃出爐空冷，球化退火組織為粒狀珠光體，硬度<229hbw。球化質(zhì)(zhì)量可按gb/t 1299-2000標(biāo)準(zhǔn)的第一級別圖進(jìn)(jìn)行評定。

3．淬火和回火工藝

h13鋼的最佳熱處理工藝是：1020～1080℃ 加熱后油冷淬火或分級淬火，然后進(jìn)(jìn)行560～600℃兩次回火；顯微組織為回火托氏體+回火索氏體+剩余碳化物，顯微硬度為48～52hrc。對于要求熱硬性高的模具(壓鑄模)可取上限加熱溫度淬火。對于要求韌性為主的模具(熱鍛模)可取下限加熱溫度淬火。

此外，提高h(yuǎn)13模具鋼的潔凈度，降低硫含量是提高h(yuǎn)13鋼模具壽命特別有效的措施。優(yōu)(yōu)質(zhì)(zhì)h13鋼的 =0.005%～0.008%。h13鋼是合金元素含量較高的過(guò)共析鋼，在冶煉、鑄造時(shí)會(huì )出現(xiàn)碳化物偏析，鋼錠經(jīng)(jīng)鍛軋后形成粗大的碳化物偏析帶。碳化物偏析帶和鑄造殘留的樹(shù)枝晶、縮孔、疏松和夾雜直接影響h13鋼模具的組織及性能，是模具早期失效的重要原因之一。對原材料化學(xué)(xué)成分和冶金質(zhì)(zhì)量的分析可以評定原材料是否合格，從而可用來(lái)指導(dǎo)制定科學(xué)(xué)合理的鍛造工藝和熱處理工藝。

h13的化學(xué)(xué)成分特點(diǎn)(diǎn)

(1)中碳，w =0.32%～0.45%，以保證高硬度、高韌性和較高的熱疲勞抗力。

(2)加入較多提高淬透性的元素cr、mn、si。mn可以改變鋼在凝固時(shí)所形成的氧化物的性質(zhì)(zhì)和形狀，避免s在晶界上形成低熔點(diǎn)(diǎn)的fes，而以具有一定塑性的mns存在，從而消除硫的有害影響，改善h13鋼的熱加工性能；cr和si可以提高回火穩(wěn)定性。

(3)加入產(chǎn)(chǎn)生二次硬化的元素mo、v，能防止第二類(lèi)回火脆性，提高回火穩(wěn)定性。