为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划h13材料哪家有(共4篇)H13钢材料的性能H13钢系美国AISI/SAE标准钢材牌号，属热作模具钢，其化学成分见表1。表1H13钢的化学成分：0.4Co-H13相当于国产4Cr5MoSiV1钢，根据碳化物形成元素进行分类，H13钢属于铬钼类钢。由于其具有高的抗冲击能力和高淬透性，可满足锤锻中的大模块所需。在重要的H类钢H11、H12、H13中，后者含钒1%，由于性能全面，得到广泛应用。在模具水冷条件下，具有低温所必需的抗冲击能力。1、H13钢相对地具有较低的合金量与碳量，易于锻造，特别由于钼具有高淬透性，通常利用其有空气淬火的能力，但是热处理时最好采用一些表面防护措施，否则由于增碳或脱碳会增加热裂的倾向。若让其产生珠光体转变则可使其十分软化，硬度约为HRC20，由于碳含量低，Ms温度可高达270312。贝氏体转变的最少开始时间很短，约为4min左右。H13钢的等温转变曲线表明，先有共析碳化物沿晶界析出。2、H13钢的锻造及热处理轧制的H13钢中有组织方向性，使用过程中易产生掉块、裂纹等早期失效现象，需通过锻造消除各向异性，锻后应退火，去除锻造应力，降低硬度，提高切削加工性能，改善组织，细化晶粒，为最终热处理做好准备。H13钢的锻造温度取11001160为宜。锻造过程中应注意：(1)保证加热均匀，烧透，不允许过热、过烧，以免出现锻造裂纹；(2)开锤先锤快打，酌情加重，随后再轻打，避免连续重打，严禁冷锤；(3)锻造比不应小于3；(4)锻后缓冷，可随炉或灰冷，并及时退火，以防止产生过大的内应力。这种内应力即使当时不造成毛坯的变形开裂，线切割加工后也会释放出来，影响线切割加工精度，粗加工后，应增加磁力探伤工序，以防止锻造产生的裂纹、夹杂或疏松。H13钢的淬火、回火硬度为HRC3853。为使其保持在最低应力状态，精度要求高的模具应进行二次回火。H13钢的热处理规范见表2。表2H13钢的热处理规范表：退火温度840900退火后硬度HBS192229退火温度9901040淬火介质空气冷处理回火温度540650硬度HRC38533、H13模具的修复及加工中应注意事项堆焊是目前国内外广泛用来修复模具的方法。实践证明：H13钢模具的堆焊修复采用高铬钨热锻磨焊条堆337可获得理想的效果。焊条的化学成分如表3所示。焊接前先将工件随炉加热至300，保温至工件内外温度一致(时间与工件大小有关)，然后出炉进行堆焊，焊接后立即进炉(300)保温2h,然后随炉冷却至150后出炉空冷。H13钢模具在加工中应注意事项：(1)在模具淬火中将螺纹孔用石棉泥堵死，模芯部工作带处用石棉保护好；加热过程中，一般不允许打开炉门，以免影响炉内温度的均匀性，减少氧化脱碳；淬火后应及时回火。(2)严格控制热处理工艺参数，不同的热处理工艺对模具变形影响较大，因此在制定工艺时应谨慎。(3)由于热处理后硬度较高，对有孔、槽等表面的加工，在热前应加工工艺槽让开(非型腔表面)。(4)车端面时采用从内到外的方式可获得较低的表面粗糙度。(5)堆焊修复时，应注意模具的预热和保温。引言近年来,随着模具工业的迅速发展,模具钢的发展也极为迅速。由于工业生产技术的发展和不断出现的新材料,模具的工作条件日益苛刻,对模具钢的性能、品质、品种等方面不断地提出了新的要求,为此,世界各国近年来都积极开发了具有各种特性,适应不同性能要求新型模具钢。本文介绍了最具代表性的热作模具钢H13国内外的应用及其发展.H13钢原是美国的一种钢种,它是一种应用比较广泛的热作模具钢,世界各国都有应用。在我国一般称作4Cr5MoSiV1钢。H13钢的含铬量为%。一般来说,含5%Cr的钢应具有高韧度,故其含碳量应保持在形成少量合金碳化物的水平上。Woodyatt和Krausst指出在870的Fe-Cr-C三元相图上,Hl3钢的位置在奥氏体和(A+M3C+M7C3)三相区的交界位置处较好。相应的含碳量约%1。另外重要的是,保持相对较低的含碳量是使钢的Ms点趋于相对较高的温度水平(Hl3钢的Ms点一般资料介绍为340左右),使该钢在淬冷至室温时获得以马氏体为主加少量残余奥氏体和残留均匀分布的合金碳化物组织,较低的含碳量经回火后获得均匀的回火马氏体组织,避免使过多残余奥氏体在工作温度下发生转变影响工件的工作性能或变形。这些少量残余奥氏体在淬火以后的两次或三次回火过程中应可达到转变完全2。顺便指出,H13钢淬火后得到的马氏体组织为板条马氏体+少量片状马氏体+少量残余奥氏体。众所周知,钢中增加碳含量将提高钢的强度,对热作模具钢而言,会使高温强度、热态硬度和耐磨损性提高,但会导致其韧度降低。有学者在文献3中将各类H型钢的性能比较证明了这个观点。通常认为导致钢塑性和韧度降低的含碳量界限为%。为此要求人们在钢合金化设计时遵循下述原则:在保持强度前提下要尽可能降低钢的含碳量,有资料已提出:在钢抗拉强度达1550MPa以上时,含C量在%为宜2。H13钢的强度Rm为(46HRC)和(51HRC)。H13钢中主要合金元素的作用如下4,5,6:铬:铬在钢中可形成铬的碳化物,能提高钢的高温强度和耐磨性,使C曲线右移,提高钢的淬透性和回火稳定性。铬和其他碳化物形成元素一起提供给钢具有较高的淬透性和好的抗软化能力,所以H13钢在空冷条件下能够淬硬。在6barN2气体真空处理条件下可淬透直径为160mm。但铬的加入会增加碳化物的不均匀程度,致使钢中会出现亚稳定的共晶碳化物,这种碳化物现在国内一般可用高碳铬轴承钢相关标准予以评定。铬含量的提高有利于增加材料的热强度,但对韧度不利。钼:钼也是碳化物形成元素,和铬一样,可提高钢的高温硬度和淬透性。此外,钼还可细化晶粒,减小回火脆性。钒:钒比铬和钼更容易形成碳化物,极少溶入铁的固溶体中。钒的碳化物使钢具有良好的热硬性,并可细化晶粒,提高钢的耐磨性。硅:硅是对铁素体进行置换固溶强化非常有效的元素,仅次于磷,但同时在一定程度上降低钢的韧度和塑性。一般都将硅限制在钢脱氧需要的范围内。如果将Si作为合金元素加入钢中,其量一般不小于%。硅也为提高回火抗力的有效元素。Si降低碳在铁素体中的扩散速度,使回火时析出的碳化物不易聚集,增加回火稳定性。另外,硅易使钢呈现带状组织,使钢的横向性能比纵向性能差,也使钢的脆性转折温度升高。Si还具有促进钢的脱碳敏感性,但Si有利于高温抗氧化性的提高。锰:锰可以改变钢在凝固时所形成的氧化物的性质和形状。同时它与S有较大的亲合力,可以避免在晶界上形成低熔点的硫化物FeS,而以具有一定塑性的MnS存在,从而消除硫的有害影响,改善钢的热加工性能7。Mn具有固溶强化作用,从而提高铁素体和奥氏体的强度和硬度,虽然其固溶强化效果不及碳、磷和硅,但其对钢的延展性几乎没有影响。在铁素体-珠光体型钢中Mn是唯一可使屈服强度增加又使冷脆转变温度变化最小的合金元素。H13钢的成分H13钢(4Cr5MoSiV1)是目前国内外广泛使用的热作模具钢,其化学成分(%)为:032045C,080120Si,020050Mn,475550Cr,110175Mo,080120V,P0030,S0030。因其具有良好的热强性、红硬性、较高的韧性和抗热疲劳性能,故被广泛用于铝合金的热挤压模和压铸模,工作时温度可达600,工作条件恶劣,主要失效形式为热磨损(熔损)和热疲劳,要求表面具有高硬度、耐蚀、抗粘结等性能。H13钢常规淬火、回火后的硬度一般为4248HRC,耐磨性不足,模具使用寿命短。鉴于模具失效大都由表面开始,从节省能源和资源,充分发挥材料性能潜力并获得特殊性能和最大经济效益出发,对H13钢模具进行表面改性处理,是综合改善模具寿命的关键H13钢的冶金品质目前,国外己广泛采用电炉加电渣重熔的工艺冶炼H13钢8,以提高H13钢的纯净度,减少含硫量。当硫的质量分数低于%时,就可以大大提高H13钢材的KID值,国外H13钢的含硫量要求质量分数控制在%之间。我国大冶特殊钢股份有限公司采用电炉冶炼+浇铸180mm方电极棒+电渣重熔+加工成材这一生产工艺,每年可以生产XXt左右电渣钢,钢材化学成份均匀,组织致密,有较好的等向性和纯净度9。H13钢是合金元素含量较高的过共析钢,在冶炼、铸造时会出现碳化物偏析,在钢厂经锻轧后形成粗大的碳化物带。其中碳化物的数量、大小及分布状态直接影响钢材的组织及性能。为了改善模具最终热处理后的组织性能,瑞典福玻斯公司从20世纪60年代中期已开始使用一种组织处理的方法,可以大幅提高H13钢铸模的寿命。国内的上海劳动机械厂,上海锻压机床厂对H13钢半精锻热锻模均进行“组织处理”10,11,12。国内已对H13钢进行了系统的预处理工艺试验。采用自动相分析技术对碳化物面积分数(A%)、平均粒径(d)和单位面积碳化物个数(Nc)进行了定量测定,用拉伸法测定了常规力学性能。预处理工艺,并与常规球化退火工艺的组织性能进行了对比。分析试验结果13,14,获得了以下有价值的结论:(1)预热处理明显地改善了H13钢的组织,有效消除了带状碳化物,大大减少了粗大碳化物的数量,可获得分布均匀、尺寸细小的碳化物组织。(2)预热处理方法与常规球化退火(890左右)方法相比,具有节约能源,生产周期短等优点,在强度、晶粒度基本上相当的前提下,可提高钢材的塑性和韧性。(3)另外,还有文献11,12提出一种1170淬火+720回火后再淬火,回火的工艺,其目的与前述组织处理一样。H13钢退火加热温度860890,时间24h，硬度229HBW。H13钢淬火H13钢的奥氏体化温度范围为10001050,油冷或空冷，硬度5658HRC,为了得到高的红硬性,可采用奥氏体化温度上限;为得到好的韧性和防止开裂,可采用奥氏体化温度下限。实际淬火温度的选定既要保证奥氏体中溶有足够的碳和合金元素以得到高的硬度和红硬性,又保证奥氏体晶粒尺寸小于ASTM9以保证足够的韧性。淬火温度比退火温度要高,更应采取措施防止氧化脱碳。H13钢回火H13钢的淬火组织是板条马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体,为了消除淬火应力和残余奥氏体,并使马氏体韧化,必须进行23次高温回火。通常,淬火后的模具温度在低于70时就应尽快回火,这对尺寸较大、形状复杂的热作模具尤为重要。为了避免热作模回火时重新产生残余应力,在回火加热和冷却时应缓慢进行。在1020淬火条件下,H13钢回火温度的选择决定于模具的工作条件和硬度要求。一般国内外热作模具钢H13钢都采用540650的高温回火,以提高模具的韧性,但高温回火易使热作模具发生热磨损从而失效。实践证明,H13钢采用350左右的中低温回火后,心部具有较好的强韧配合和热疲劳性能,同时可不出现兰脆现象19。残余奥氏体的存在可使材料在断裂时吸收更多的能量,并改变裂纹扩展方向及裂纹尖端的应力和应变状态,从而提高钢的韧性。H13钢氮碳共渗H13钢由于渗氮化合物中的相韧性较低,膨胀系数较大,对热疲劳性能产生不利影响。而软氮化时,由于C在相中的溶解度高(550时达38%),软氮化的表层是C、N共同的化合物,这种化合物韧性好且耐磨。软氮化温度在565以下附近较好,既能保证渗速,又能使形成的+相所需的N浓度较高,可以在表层形成之前有更多的N渗入基体,这样在第二阶段N原子扩散时,有