高品质热作模具钢H13的性能研究
与之相适应。模具工业已成为衡量一个国家工业水 偏析较为严重，等向性能较差，使用寿命不高等问
平高低的重要标志之一。模具钢是模具工业的重要 题。即使是经电渣重溶的础，我国近年来模具工业的迅速发展 ＡＳＳＡＢ８４０７钢相比也存在不少差距，普通Ｈ１３钢（电
促进了模具钢在品种、质量方面有了较大的发展和 炉单炼及普通热加工）更不言而喻。
• ３３ •
３．５ 热疲劳性能 热作模具在使用过程中要与高温金属接触，模
具型腔表面在短时间内会达到７ ０ ０ ℃，之后迅速冷 却，这种急热急冷过程会在模具表面产生应力。模 具在循环应力作用下服役，其表面易产生疲劳裂 纹 ，影 响 模 具 使 用 寿 命 。
热疲劳性能与钢的纯净度及组织、碳化物形态 和分布等因素有关。若把共晶碳化物、夹杂物看作 球形第二相，则在碳化物及夹杂物周围基体可产生 的切向拉应力为
高温均质化处理能够有效地改善碳化物的偏析 程 度 。合 金 元 素 的 扩 散 需 要 一 定 的 浓 度 梯 度 。Ｈ １ ３
钢铸态组织中共晶碳化物沿晶界呈网状分布，扩散 界面比较大，晶界与晶内碳及合金元素存在较大的 浓度梯度，所以富集在晶界的多余碳、合金元素扩 散进入铁素体晶内，从而不断溶解共晶碳化物，达 到成分均匀。
１ 引言
的年产值９０年代就已达到１６０亿美元，而我国的模具
随着全球经济一体化的深入发展，模具工业在 产值仅相当于日本的１ ／ ５ ，大型、复杂、精密模具还
国民经济中发挥的作用越来越大，机械、电子、汽 主要依赖进口。就目前国内广泛应用的热作模具钢
车、轻工和国防工业的发展均要求模具工业的发展 Ｈ１３而言，与进口材料相比仍存在共晶碳化物、带状
been considerably improved on.
Key Words: SWPH13 Steel; surperfining; thermal fatigue property; impact toughness; isotropic performance; carbide
homogeneity
经过在１ ２ ０ ０ ℃以上的高温长时间保温，Ｈ １ ３ 钢 成分偏析得到改善，共晶碳化物数量减少、颗粒变 小，成分更加均匀。通过对Ｈ１３钢高温均匀化前后元 素微区成分分析，Ｃ ｒ 、Ｍ ｏ 、Ｖ 合金元素的成分上下 波动幅度较小，如图５ 所示。 ３．４ 组织均匀性
众所周知，钢中的组织及碳化物越均匀细小， 钢的冲击韧度就越高，从而提高模具的使用寿命。 Ｓ Ｗ Ｐ Ｈ １ ３ 钢采用了独特的“超细化处理工艺”，获得 了细小均匀的组织，使冲击韧度大幅度提高。
στ＝（αｉ－αｍ）∆ＴＥｉＥｍ／［Ｅｉ（１＋Ｖｍ）＋２Ｅｍ（１－Vｉ）］［３］ （１） 式中α ｉ ，α ｍ 分别为第二相质点及基体的热膨胀系 数；Ｅ ｉ ，Ｅ ｍ 分别为第二相质点及基体的弹性模量； Ｖ ｉ ，Ｖ ｍ 分别为第二相质点及基体的泊松比；△Ｔ 为 热循环温度。用上式计算的Ｈ１３钢在２０℃和７００℃之 间循环加热冷却时第二相颗粒周围的拉应力达到 ６２８ＭＰａ，而Ｈ １ ３钢在７ ０ ０℃时的高温屈服强度只有 ４ ３ ０ Ｍ Ｐ ａ ，此时基体早已屈服变形，松驰应力，而第
￣ 试验研究 ￣
高品质热作模具钢 ＳＷＰＨ１３ 的性能研究
刘笑莲
（宝钢股份特殊钢分公司，上海 ２００９４０）
摘 要： 采用炉外精练、气体保护电渣重溶技术以及高温均质化处理、多向锻造、超细化处理技术研制的热 作模具钢ＳＷＰＨ１３ 的质量水平可与国际领先水平的瑞典ＡＳＳＡＢ８４０７相媲美，标志着国产Ｈ１３热作模 具钢的质量水平跃上了一个新的台阶。
稳定等因素，国产模具钢还不能完全满足模具工业 并且在局部地方连成链状碳化物。共晶碳化物和二
快速发展的需求，大型、复杂、精密、长寿命模具 次碳化物在晶界聚集强烈影响模块的冲击韧度。
每年还需从瑞典、日本等工业发达国家大量进口。 ＡＳＳＡＢ８４０７钢模块二次碳化物分布均匀，无网链状
改变我国在高档模具钢方面大量依赖进口的局 碳化物存在，见图１ 。
面是当务之急。宝钢集团五钢公司与上海大学合作 ２．２ 等向性能
研制成功了可与代表当今国际领先水平的瑞典
国产优质Ｈ１３钢与ＡＳＳＡＢ８４０７钢模块淬回火态
ＡＳＳＡＢ８４０７钢相媲美的精品ＳＷＰＨ１３ 热作模具钢， 无缺口试样的冲击功见图２。国产优质Ｈ１３钢模块冲
提升了我国热作模具钢的质量档次。
击功横纵比不到０．５，等向性能较差；而ＡＳＳＡＢ８４０７
提高，形成了冷作、热作、塑料等系列模具钢，典 ２．１ 交货状态的组织
型钢种有Ｃ ｒ １ ２ Ｍ ｏ Ｖ 、４ Ｃ ｒ ５ Ｍ ｏ Ｓ ｉ Ｖ １ 、３ Ｃ ｒ ２ Ｍ ｏ 等。但
国产优质Ｈ１３钢退火态心部组织存在粗大的共
由于存在品种规格不全、高质量产品少、性能不够 晶碳化物和成分偏析，二次碳化物聚集在晶界处，
LIU Xiao-lian
(Baoshan Iron&Steel Co.,Ltd,Special Steel Branch, Shanghai 200940)
Abstract: Quality of hot working die steel SWPH13 made by the use of secondary refining, gas shielded ESR,high
在优化钢的化学成分的同时，必须注意钢中的 磷硫含量。钢中的磷和硫在凝固过程中形成的磷化 物和硫化物在晶界沉淀富集，降低晶界的结合强 度，因而使钢产生晶间脆性，降低钢的塑性、韧性 及疲劳性能，影响模具的使用寿命。日本大同特殊 钢对Ｈ１３钢的研究显示，钢中的０．０２５％Ｐ和０．００８％Ｓ 分别降低到０ ． ０ ０ ５ ％ Ｐ 和０ ． ０ ０ １ ％ Ｓ ，热疲劳裂纹产生 的数量和长度会减少一半［２］。Ｓ Ｗ Ｐ Ｈ １ ３ 钢通过采用 Ｅ Ａ Ｆ ＋ Ｌ Ｆ Ｖ ＋ Ｐ Ｅ Ｓ Ｒ （ 气体保护电渣重熔） 技术，可使
在 同 一 生 产 条 件 下 ，经 过 超 细 化 处 理 ， ＳＷＰＨ１３钢的组织及碳化物明显细化，淬回火态无缺 口试样冲击功提高到２９０Ｊ。
图 ４ Ｈ１３ 钢试样电解萃取碳化物 Ｘ 射线衍射谱 Ｆｉｇ．４ Ｘ－ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｃａｒｂｉｄｅｓ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃａｌｌｙ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ Ｈ１３ ｓｔｅｅｌ
《热处理》 ２００６ 年第 ２１ 卷第 ２ 期
• ３１ •
图１ 超细化处理与未经超细化处理的Ｈ１３钢的组织对比 ×５００ （ａ） 国产优质Ｈ１３钢的组织 （ｂ）超细化锤炼的ＳＷＰＨ１３组织 （ｃ） ＡＳＳＡＢ８４０７的组织
Ｆｉｇ．１ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒｆｉｎｅｄ ａｎｄ ｕｎｓｕｐｅｒｆｉｎｅｄ Ｈ１３ ｓｔｅｅｌｓ ×５００ （ａ） Ｃｈｉｎｅｓｅ－ｍａｄｅ ｑｕａｌｉｔｙ Ｈ１３ ｓｔｅｅｌ （ｂ） ｓｕｐｅｒｆｉｎｅｄ ＳＷＰＨ１３ ｓｔｅｅｌ （ｃ） ＡＳＳＡＢ８４０７ ｓｔｅｅｌ
２ 模具钢的差距
钢模块横向心部试样冲击功较高，冲击功横纵比达
近年来我国模具钢在生产规模、品种规格、材 ０ ． ８ ５ ，显示了良好的等向性能。
质等方面与国外先进国家相比仍有差距。日本模具 ２．３ 热疲劳性能对比
收稿日期： ２００５－１１－１５ 作者简介： 刘笑莲（１９６６－），女，工程师，从事特殊钢锻造及热处理技术研究。联系电话 ：０２１－２６０３２４６３
• ３２ •
图 ３ 循环 ３０００ 周次后钢的热疲劳裂纹形貌 （ａ） 国产优质 Ｈ１３钢 （ｂ） ＡＳＳＡＢ８４０７ 钢 （ｃ） ＳＷＰＨ１３钢 Ｆｉｇ．３ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｆａｔｉｇｕｅ ｃｒａｃｋｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌｓ ａｆｔｅｒ ｃｙｃｌｉｎｇ ａｔ ３０００ ｔｉｍｅｓ （ａ） Ｃｈｉｎｅｓｅ－ｍａｄｅ ｑｕａｌｉｔｙ Ｈ１３ ｓｔｅｅｌ （ｂ） ＡＳＳＡＢ８４０７ ｓｔｅｅｌ （ｃ） ＳＷＰＨ１３ ｓｔｅｅｌ
ＳＷＰＨ１３钢的冶炼采用ＥＡＦ＋ＬＦＶ＋ＰＥＳＲ（气体保 护电渣重熔）技术，电炉冶炼电极采用低硫磷合金和 废钢，采用氧化法冶炼除磷，加强炉外精练的脱硫 及真空脱气；电渣重熔采用多元渣系，并在氩气气 氛下重熔。采用以上技术可以使Ｓ Ｗ Ｐ Ｈ １ ３ 钢的非金 属 夹 杂 物 细 小 、弥 散 。 ３．２ 磷硫含量
钢中的非金属夹杂物破坏了金属的连续性，易 引起应力集中，在外界应力作用下，裂纹延伸很容 易发展扩大而导致模具失效［１］。塑性夹杂物在锻轧 过程中延展变形，致使钢材产生各向异性。随着钢 的冶炼技术的不断进步，电炉钢可以进行炉外精练 和真空脱气处理，电渣重熔可以在气体保护下进 行，这些措施都可以有效地提高钢的纯净度。
《热处理》 ２００６ 年第 ２１ 卷第 ２ 期
钢中的磷含量降低到０ ． ０ １ ０ ％以下，硫含量降低到 ０ ． ０ ０ ５ ％ 以下。 ３．３ 钢中碳化物分布的均匀性
Ｈ １ ３ 钢的含碳量并不太高，仅为０ ． ４ ％ 左右，但 合金元素总量达８ ％ ，因此属于过共析钢，由于碳及 合金元素的偏析，Ｈ １ ３ 钢中有时会出现亚稳定的共 晶碳化物。这类碳化物一旦形成大块棱角状，或堆 集成网链状，就会促使模具早期失效。
temperature homogenizing, multidirectional forging and superfining has reached the same quality level as Swedish
ASSAB8407 steel which is the lead in the world.This indicates that quality of Chiners-made hot working die steel H13 has
采用Ｕ Ｄ Ｄ Ｅ Ｈ Ｏ Ｌ Ｍ自约束热疲劳试验法，在２０ ℃ ￣７００℃之间冷热循环３０００周次，三种钢的裂纹扩展 情况见图３。由图可知，国产优质Ｈ １ ３钢热疲劳裂纹 扩展方向明显，裂纹粗大，而Ａ Ｓ Ｓ Ａ Ｂ ８ ４ ０ ７ 钢热疲劳 裂纹呈均匀网络状扩展，裂纹较细小。国产优质Ｈ１３ 钢 铝 合 金 压 铸 模 使 用 寿 命 最 高 达 ６ 万 次 ，而 Ａ Ｓ Ｓ Ａ Ｂ ８ ４ ０ ７ 钢可稳定达到２ ０ 万次以上。 ３ 提高 Ｈ１３ 钢质量及性能的关键技术 ３．１ 钢的纯净度
热处理对H13模具钢的性能影响分析
热处理对H13模具钢的性能影响分析【摘要】本文分析了预备热处理工艺、回火温度及深冷处理对H13模具钢的性能和模具寿命的影响，研究证明，对成分偏析且锻造不足的H13钢，适当提高回火温度可在一定程度上减少带状组织，对该种钢材热处理前进行扩散退火+球化退火预先热处理，能更有效改善其金相组织，较大幅度提高材料的冲击韧度；深冷处理后，残余奥氏体转变为马氏体，同时碳化物分布更加细小、均匀，可进一步提高H13钢的力学性能。
【关键词】热处理；H13；模具寿命1 引言H13钢是一种典型的热作模具钢，具有良好的热强性、红硬性、较高的韧性和抗热疲劳性能及抗热裂能力，是一种强韧兼有的空冷硬化型热作模具用钢，适用于制造压铸模、挤压模、热切边模、热锻模具等。
由于H13钢良好的性价比及工艺性能，目前该钢种已成为国内外应用最广泛的热作模具钢种之一。
为了充分发挥H13 钢的优异性能，钢坯在热处理前都必须严格按工艺要求进行锻造，要求总锻造比≥3，内镦粗比>2，通过多次镦粗和拔长，以达到提高锻件致密度，改变锻件流线方向，改善碳化物的均匀分布状况的目的。
由于冶金品质和锻造工艺没有达标，部分国产H13钢会出现成分偏析、带状组织严重等现象。
用此类材料制造的模具，经常规工艺处理后，常常出现早期失效。
因此，有必要改善热处理工艺。
在此次研究中，通过改进预备热处理及淬火、回火工艺，探讨热处理工艺改进对H13 钢显微结构和力学性能的影响。
2 实验与数据采集实验选用某厂生产的H13钢试样，经测定，其化学成分（质量分数，%）为：0.40C，0.87Si，0.28Mn，0.021S，0.018P，5.0Cr，1.25Mo，0.92V，成分符合GB1299-1985 标准，未经热处理时硬度检查为15HRC，冲击韧度为18.5J/cm2。
金相检验结果显示（见图1），组织中存在严重的成分偏析及带状组织。
将材料制成标准U型缺口试样，放入充有氩气保护气氛的密封石英玻璃管中，在箱式炉中进行加热。
h13钢淬火,回火过程中相变的研究
h13钢淬火,回火过程中相变的研究研究报告：H13钢淬火、回火过程中相变的研究1. 引言•H13钢是一种重要的冷作模具钢，广泛应用于工业生产中。
•H13钢的淬火和回火过程对其力学性能和组织结构影响巨大。
2. 淬火过程中的相变研究淬火的定义和原理•淬火是将热加工后的金属材料迅速冷却，从而使其获得高强度和良好的硬度。
•在淬火过程中，H13钢的晶格结构发生相变，从面心立方转变为马氏体。
影响淬火相变的因素•温度：淬火温度直接影响H13钢的相变速率和质量。
•冷却介质：不同的冷却介质会影响H13钢的冷却速率和相变结构。
•加热时间：加热时间过长或过短都会对淬火相变产生不良影响。
淬火相变的研究方法•金相显微镜观察：通过光学显微镜观察H13钢样品的显微组织变化。
•X射线衍射：分析淬火后的H13钢样品的晶体结构和相变情况。
•热分析技术：利用差热分析等热分析技术研究H13钢淬火过程中的相变行为。
3. 回火过程中的相变研究回火的定义和原理•回火是针对淬火后的材料，通过加热再冷却的过程，以减轻淬火产生的内应力，改善材料的韧性。
•在回火过程中，H13钢的马氏体结构转变为火莫氏体。
影响回火相变的因素•回火温度：回火温度直接影响H13钢的组织结构和力学性能。
•回火时间：回火时间过长或过短都会对回火相变产生负面的影响。
•冷却速率：回火后的冷却速率也会影响H13钢的相变和组织形态。
回火相变的研究方法•硬度测试：通过测量H13钢样品的硬度，评估回火后的材料强度和韧性变化。
•金相显微镜观察：观察回火后的H13钢样品的显微组织结构变化。
•动态力学分析：利用动态力学测试仪器评估回火后的H13钢样品的力学性能。
4. 结论•淬火和回火过程对H13钢的相变和组织结构具有重要影响。
•通过金相显微镜观察、X射线衍射和热分析等方法，可以研究H13钢在淬火和回火过程中的相变行为。
•进一步的研究有助于优化H13钢的热处理工艺，提高其力学性能和使用寿命。
以上是针对”H13钢淬火,回火过程中相变的研究”的研究报告，旨在提供有关淬火和回火过程中相变研究的相关信息。
H13热作模具钢的化学成分及其改进和发展的研究
Ｈ１３热作模具钢的化学成分及其改进和发展的研究模具钢的性能。
由此可见，钢中的含Ｃ量不能太低。
含５％Ｃｒ的Ｈ１３钢应具有高的韧度，故其含ｃ量应保持在形成少量合金Ｃ化物的水平上。
Ｗｏｏｄｙａｔｔ和Ｋｒａｕｓｓｔ刚指出，在８７０℃的Ｆｅ—Ｃｒ—Ｃ三元相图上，Ｈ１３钢的位置在奥氏体Ａ和（Ａ＋Ｍ３Ｃ＋Ｍ７Ｃ。
）三相区的交界位置处较好。
相应的含Ｃ量约０．４％（见图１）［９１。
图上还标出增加Ｃ或ｃｒ量使Ｍ，Ｃ，量增多，具有更高耐磨性能的Ａ２和Ｄ２钢以作比较。
另外重要的是，保持相对较低的含ｃ量是使钢的Ｍｓ点取决于相对较高的温度水平（Ｈ１３钢的Ｍｓ一般资料介绍为３４０ｏＣ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Ａ和残留均匀分布的合金Ｃ化物组织，并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予以转变完全【２】。
在此顺便指出，Ｈ１３钢淬火后得到的马氏体组织为板条Ｍ＋少量片状Ｍ＋少量残余Ａ。
经回火后在板条状Ｍ上析出的很细的合金碳化物的照片可见图２１９１，国内学者也做了一定工作ｎ４｜。
零删抽ＵＣｒ含量（％）图１Ｆｅ—Ｃｒ—Ｃ系８７０。
Ｃ水平截面部分相图图２Ｈ１３钢淬火回火的ＴＥＭ组织一一３１７—Ｈ１３热作模具钢的化学成分及其改进和发展的研究ＷｉｌｓｏｎＲ．Ｍｅｔａｌ］ａｒｇｙａｎｄＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＴｏｏｌＳｔｅｅｌｓ［Ｍ】．ＵＫ：ＭｃＧｒａｗ—ＨｉｌｌＢｏｏｋＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，１９７５：３７８．蔡美良，丁惠麟，孟沪龙．新编工模具钢金相热处理【Ｍ】，北京：机械工业出版社，１９９８：３３３．ＨｏｎｅｙｃｏｍｂｅＲＷＫ，ｅｔａ１．，ＳｔｅｅｌｓＭｉｃｒｏｓｔｒｎｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ【Ｍ】．２ｔｈ．Ｅｄ．Ｌｏｎｄｏｎ：ＥｄｗａｒｄＡｒｎｏｌｄ，１９９５：３２４．候增寿，卢光熙．金属学原理［Ｍ】，上海：上海科学技术出版社，１９９０：２３９．虞觉奇，等．二元合金状态图集【Ｍ】．上海：上海科学技术出版社，１９８７：７１２．王笑天．金属材料学【Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９８７：３０３．万俪如，许昌淦．高强度及超高强度钢［Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９８８：２６．中国模具工业协会模具材料委员会．国内模具新钢种的开发概况［Ｊ】．锻造工业，２００２（１）：１７．胡心彬，李麟，吴晓春．新型热作模具钢的合金成分设计［ＥＢ／ＯＬ】．ＡＳＳＡＢ公司技术资料【Ｒ】．潘晓华，等．Ｈ１３钢压铸模具的表面改性【Ｊ】－模具工程，２００５（７）：６８．＿＿＿＿——３２７。
模具材料H13的性能与工艺1
东南大学 陈锋
1、H13的特性
全铝高速列车车体
铝型材广泛应用于建筑、汽车、船舶、 航空、航天等各个领域，尤其在高速 列车方面的发展尤为突出，铝合金车 体型材多为铝合金经过热挤压制造而 成，因此对热挤压模具提出了要求。
列车车体的形状非常复杂，在各个 位置处需要型材的形状差异很大， 因此需要大量形状复杂的热挤压模 具。
经正火+等温球化退火工艺处理的样品，带状偏析明显改善； 网状碳化物链得以消除；碳化物球化程度较好；组织评级为AS2级； 碳化物颗粒较小硬度相较于其他退火工艺要高；测得的硬度满足标 准，也能满足切削加工的要求。
3.2 淬火+回火工艺对组织和性能的影响
1040 ℃ 1030 ℃
1050 ℃
570 ℃ 580 ℃ 590 ℃
570℃
一次
二次
49.0
48.4
5.64% 4.33%
570℃
一次
二次
49.3
48.1
6.03% 4.43%
570℃
一次
二次
49.7
48.6
7.51% 5.46%
1030℃
580℃
一次
二次
49.0
47
5.26% 3.73%
1040℃
580℃
一次
二次
48.7
47.4
5.87% 3.96%
1050℃
580℃
Intensity
(a) ◆
◆M C 23 6
▲MC ●M C
2
▲◆ ◆▲ ◆ ◆
●
◆◆ ◆ ▲
◆ ◆ ◆▲ ◆▲◆◆
30
40
50
高品质电渣重熔H13钢的组织与力学性能研究
引 言
Ｈ１ ３ 钢 以其高淬透性 、 韧性及优 良的抗热疲劳 性能成 为 目前使 用最 广泛和最具代 表性 的热作模 具 钢 之 一 。 随着 模具 工 业 的 发展 ， 热 作 模 具材 料 在
ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ８ ４ ０ ７ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｐ ｅ ｉｏ ｒ ｒ ｔ ｏ ｔ ｈ ｏ ｓ ｅ ｏ ｆ Ｈ１ ３ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｄ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ｌｌ ａ ｙ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ
ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗ ａ ｓ ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗ ｏ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌｓ ａ ｆ ｒ ｏ ｍ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ
用 高级 Ｈ１ ３ 钢 的验收标准｝ ＮＡ ＤＣ Ａ ＂ ２ ０ ７ — ２ ０ ０ ３ ， 从 成分、 非金属 夹杂物 、 退火显微 组织以及 冲击性能等方面对两
种材料进行 了对 比分析 。结果表 明， 在 相同的锻 造及 热处理工艺条件下 ， ８ ４ ０ ７ 钢的显微组织及冲击性能总体上
优 于 国产 Ｈ１ ３ 钢。
ｏ ｆ Ｈｉ ｇ ｈ － Ｑｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｌ ａ ｇ Ｒｅ ｍｅ ｌ ｔ ｅ ｄ Ｈ１ ３ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
Ｌ ｉ ｕ Ｃ ｈ ａ ｏ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｆ ａ ｎ ｇ ’ 。 ， Ｃ ｕ ｉ Ｊ ｕ ａ ｎ ， Ｄｕ ａ ｎ Ｌ ｕ ｚ ｈ ａ ｏ 。 ＇
h13模具钢热处理 -回复
h13模具钢热处理-回复H13模具钢热处理H13模具钢是一种常用的工具钢，广泛应用于模具制造和热压铸造领域。
为了提高H13模具钢的硬度和耐磨性，以及延长其使用寿命，热处理是必不可少的工艺。
本文将详细探讨H13模具钢的热处理过程。
第一步：预热热处理的第一步是对H13模具钢进行预热。
预热是将材料加热到适当的温度，以去除内部应力和改善材料的可加工性。
对于H13模具钢，预热温度通常在450至500摄氏度之间。
该温度范围可以减少材料的变形和开裂风险。
预热时间根据材料的厚度而定，通常约为1小时。
第二步：加热预热后，H13模具钢需要进一步加热以达到所需的淬火温度。
淬火是使材料迅速冷却以达到增加硬度和耐磨性的目的。
H13模具钢的淬火温度通常在980至1050摄氏度之间。
材料在这个温度区间保持一定时间，以确保其内部结构达到理想状态。
加热时间和温度的控制是非常关键的，这将直接影响到材料的硬度和性能。
第三步：冷却完成加热后，H13模具钢需要迅速冷却以形成所需的组织结构。
冷却速度对材料的硬度和耐磨性有重要影响。
常用的冷却方法包括水淬、空气冷却和油淬。
水淬是最常用的方法，可以实现快速冷却。
水温和冷却时间的控制非常重要，以避免材料的开裂和变形。
油淬是一种较慢的冷却方法，可提供适度的冷却速度以减少材料的开裂风险。
冷却后，H13模具钢将具有较高的硬度和耐磨性。
第四步：回火冷却后，H13模具钢通常需要进行回火处理以降低其脆性并提高韧性。
回火是将材料加热到较低的温度，并保持一段时间后再冷却。
回火温度和时间的选择取决于所需的硬度和性能。
通常，回火温度在200至600摄氏度之间。
回火在一定程度上会减少材料的硬度，但也会提高其韧性和抗断裂性能，从而增加模具的使用寿命。
综上所述，H13模具钢的热处理是一个复杂的工艺过程，需要经验丰富的工艺师根据具体情况进行控制。
正确的热处理过程可以显著提高H13模具钢的性能和使用寿命，并为模具制造和热压铸造行业提供更高效可靠的工具。
科技成果——高品质H13稀土模具钢
科技成果——高品质H13稀土模具钢技术开发单位中国兵器工业集团公司内蒙古北方重工业集团有限公司技术简介H13钢是铝合金挤压模具用首选材料，模具工作时不仅要承受较高的环境温度，而且还要承受频繁的热循环应力和循环交变应力的共同作用，因此要求模具钢具有较高的冲击韧性、高温强度、耐磨性、抗热疲劳性、耐氧化性等。
目前，国内市场所需高品质H13模具钢完全依赖进口。
技术开发单位将军用关键核心技术推广应用于民品开发领域，采用稀土处理+模铸代替电渣重熔生产高品质H13模具钢，突破H13模具钢高品质、低成本工程化应用瓶颈，产品质量达到国内领先、国际先进水平，替代进口，实现产业化，满足铝合金挤压对高端模具的制造需求。
主要技术指标（1）冲击功：横、纵向无缺口冲击功≥280J，等向≥0.85；（2）退火组织：按NADCA#207标准评级为AS1-AS4级；（3）带状组织：按SEP1614标准评级为SA1-SA4级；（4）网状碳化物：按GB/T1299标准评级为≤1级；（5）晶粒度：按GB/T6394标准评级为≥8.0级；（6）非金属夹杂物：按GB/T10561标准评级，A、C类细系、粗系≤0.5级，B、D类细系、粗系≤1.0级。
技术特点独创的稀土处理+模铸技术，拥有生产工艺集成的自主知识产权，采用此工艺生产的H13模具钢品质达到了国际电渣钢的水平，解决了H13模具钢高品质、低成本工程化应用瓶颈。
技术水平国内先进适用范围铝合金挤压专利状态授权发明专利1项技术状态小批量试制阶段合作方式（1）投资需求。
寻求投资实现产业化，高品质H13稀土模具钢产能达到6000-8000吨/年，资金需求1980万元，实施周期24个月。
（2）合作开发。
与H13模具钢用户即铝合金挤压厂家展开舍作，共同开展高品质H13稀土模具钢在模具制造、使用维护方面的工程化应用研究，实现模具寿命最大化。
预期效益高品质H13稀土模具钢采用稀土处理+模铸工艺代替电渣重熔工艺，每吨可节约生产成本3000元，实现产业化后模具钢材料价格可达到2.2万元/吨，毛利率为30%。
h13是什么材料
h13是什么材料
H13是一种热作模具钢，具有优异的热强度和热稳定性，能够在高温下保持较
高的硬度和耐磨性。
它主要用于制造金属热作模具，如压铸模、塑料注射模、热作模等。
H13钢材的主要化学成分包括碳、硅、锰、铬、钼、钴等元素，其合理的配比和热处理工艺使得H13钢具有优异的综合性能。
H13钢材的主要特点之一是其优异的热强度和热稳定性。
在高温下，H13钢仍
能保持较高的硬度和耐磨性，不易变形和热疲劳，这使得它非常适合用于制造需要长时间工作在高温环境下的模具。
另外，H13钢材还具有良好的淬透性和热疲劳性能，能够在快速冷却和高温循环工况下保持稳定的性能，延长模具的使用寿命。
除了在高温环境下具有优异性能外，H13钢材还具有良好的加工性能。
它可以
通过热处理来达到理想的硬度和组织结构，具有较高的切削加工性，适合用于制造复杂形状的模具零件。
同时，H13钢材还具有良好的可焊性，能够通过焊接修复和加工来延长模具的使用寿命，提高模具的经济效益。
总的来说，H13钢材是一种优秀的热作模具钢，具有优异的热强度和热稳定性，良好的加工性能和可焊性，适合用于制造金属热作模具。
它在压铸模、塑料注射模、热作模等领域有着广泛的应用，能够满足高温、高压、高磨损的工作环境要求，是一种性能稳定、使用寿命长的理想模具材料。
H13(热作模具钢)
H13钢属于过共析钢,采用常规完全退火或等温球化退火(1)H13钢的完全退火工艺为:850~900e@3~4h,保温结束后随炉冷到500e以下出炉空冷;(2)等温球化退火工艺:845~900度×2~4h/炉冷+700~740度×3~4h/炉冷,[40度/h,[500度出炉空冷;(3)对于质量要求较高的H13钢模具,还应进行防止白点退火,工艺周期较长;(4)形状复杂的模具,在粗加工后应进行一次去应力退火:600~650e@2h/炉冷;(5)模具热处理后,若模具型腔采用磨削!电火花和线切割等方法加工成形会在模具的表面上形成一层厚约10~30Lm的淬火马氏体白亮层,也称之为/异常层0"由于白亮层中的内应力较大,淬火马氏体本身又较脆,磨削时容易在表面产生微裂纹和磨削裂纹,因而磨削加工后最好能在低于回火温度50e以下进行去应力退火,以消除磨削应力,并使表面可能形成的淬火马氏体回火韧化。
大型的H13钢锻件经常规球化退火处理碳化物组织极不均匀,存在严重的沿晶碳化物链可通过多次球化退火或奥氏体化快冷(正火)再球化退火来实现淬火工艺：H13钢的淬火回火工艺可以采用盐浴炉!真空炉和流动粒子炉加热,模具表面光洁,热处理变形小,零件寿命长"特别是外热式刚玉流动粒子炉保护加热,吸收了盐浴炉和真空炉加热的共同优点,很适合热作模具钢的热处理加热。
H13钢采用盐浴炉作为加热设备时的通用淬火工艺是:40~500度预热(0.5min/mm),650~840e 预热(0.5min/mm) 1020~1050度奥氏体化(0.25~0.45min/mm),保温结束后可视使用性能要求采用空淬，油淬，气淬或分级淬火,分级温度可取500~540度(0.25min/mm)。
对断裂裂韧性，抗热疲劳和抗热磨损要求较高及淬火处理后需要电加工的模具,为了得到最高的红硬性,可采用奥氏体化温度上限对于要求畸变小!晶粒细!冲击韧性高的模具,为了得到最好的韧性和防止开裂,应采用奥氏体化温度下限。
h13模具钢抗剪应力
H13模具钢抗剪应力H13模具钢是一种热作模具钢，被广泛应用于制造热挤压、压铸和锻造模具。
其抗剪应力（也称为剪切应力）是指材料在受到剪切力作用时所承受的应力。
在模具钢的场景下，了解抗剪应力很重要，因为它与模具的耐用性和使用寿命紧密相关。
以下是有关H13模具钢抗剪应力的详细介绍：1.基础理解：剪切应力是外力在切向上施加的压力。
当物体受到剪切力时，其内部会产生剪切应力。
对于模具而言，这种应力可能导致模具的破裂或过早疲劳。
2.H13的特性：H13模具钢之所以被选择用于热作模具，是因为它具有良好的韧性、强度和耐热性。
这使其在高温下仍能保持足够的硬度和强度，从而承受剪切应力。
3.抗剪应力的数值：具体的抗剪应力数值取决于多个因素，如温度、受力状态、材料的纯净度以及热处理工艺等。
H13的抗剪应力通常在2000-3000MPa范围内，具体数值需要结合具体工况来确定。
4.与其他材料的比较：不同的模具材料有不同的抗剪应力值。
一般来说，工具钢、硬质合金、高速钢的抗剪应力值较高，而铝、铜等金属材料的抗剪应力值较低。
5.影响因素：H13的抗剪应力受到多种因素的影响，如碳化物的分布、马氏体的二次硬化效果以及材料中合金元素的含量等。
合理的热处理工艺可以进一步优化其性能。
6.应用场景：由于H13具有较高的抗剪应力值，它通常用于制造需要承受高剪切应力的模具，如铝压铸模具或高温锻造模具。
7.注意事项：在操作过程中，要避免模具钢在高温下长时间工作，以免产生过大的剪切应力导致开裂或过早疲劳。
合理的冷却和加热周期、保持适当的间隙以及选用优质的材料也是提高H13抗剪应力的有效方法。
总之，H13模具钢具有较高的抗剪应力值，使其成为制造各种热作模具的理想选择。
在使用过程中，了解并控制这些影响因素有助于进一步优化其性能，从而提高模具的使用寿命和可靠性。