H13材料细化晶粒有哪些方法?

chen2424

H13材料细化晶粒常用的方法有哪些?如何操作?有没有标准可查?

laogen1

正火

dhzhou8888

我国的4Cr5MoSiV1与美国的H13钢相近。世界各工业国家的工具钢标准中几乎都有类似的钢号。目前，在我国模具钢材市场上除国产的4Cr5MoSiV1外，外国的有日本的SKD61，瑞典（ASSAB）8407，德国的X40CrMoV5-1、韩国的STD-61及他们的改进型，虽然有各自国家的牌号，但都以H13钢号出现。
该类钢属热作模具钢，由于冶炼技术的差异，质量差距大。
7 q6 u5 i& {: H% X7 l7 Y" p% t细化晶粒的办法是锻造后退火。退火后的组织是球状珠光体和少量碳化物。

chen2424

回复 3# dhzhou8888

( e7 q7 h4 t# R" @, V  o
0 A! V- A% h2 K. A    请问您说的锻造后退火是普通的退火吗?还是通过调质来实验?
0 Z4 M3 f% [5 H! G- r5 S3 ~我们通过热处理用国内的4Cr5MoSiV1能不能达到美国H13的晶粒度，一般此类材料晶粒度能达到几级？有没有标准可查？

chen2424

回复 2# laogen1
* Q( C( ?1 S" C6 ]2 w

    能具体说下工艺吗？

wwjxgz

H13钢含有1%的V，属于本质细晶粒钢，不知你的晶粒是多少级？
+ w0 O. I" d4 l+ @# [& e( q可先从下面几个方面分析：
: K! M+ r9 m' s. c! [- e3 A1、热处理前的H13晶粒度情况如何?如果此时晶粒异常粗大，那可能是锻打时加热温度偏高导致。
+ M$ s- l. C% Z, Q( `: v& p2、预处理采用什么工艺？
4 O8 Z2 F2 f4 e% X7 }3、如果前者没有问题，那么要从你的淬火回火工艺分析，特别是淬火温度以及淬火保温时间。
) B5 K; z0 T8 s& c8 }建议预处理采用等温退火工艺，提供一个参考工艺：840～890℃×（2～4）h＋炉冷至710～740℃×（3～4）h，炉冷至500℃以下出炉，必须确保充足的等温时间，使块状碳化物充分分解，其组织为为球状珠光体＋弥散分布的粒状碳化物。淬火温度以不超过1100℃为宜，回火温度根据你的性能要求调整。

dhzhou8888

我已经说过该类钢属热作模具钢，由于冶炼技术的差异，质量差距大，细化晶粒不是问题。现在社会上有旧模具回收料重熔后再锻造的材料，它能达到美国H13的质量吗？
我国在 20 世纪80 年代引进H13 典型热作模具钢，并列人国家标准，其化学成分要求与美国AISI H13 钢完全相同。尽管近年来国内外开发了许多新型热作模具钢，但H13 钢由于其优良的热强性、热疲劳性能及良好的加工工艺性等，故仍是世界上应用最广泛的热作模具钢。
H13 主要特性是：
7 c0 J# I+ w- C9 b. \0 }（1）具有高淬透性和高韧性；
+ O+ r5 _0 ^7 H# q! S& l, b（2）优良抗热裂能力，工作场合可予以水冷；
（3）具有中等耐磨损能力，还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度，但要略为
降低抗热裂能力；
（4）因其含碳量较低，回火中二次硬化能力较差；
! s8 X2 t0 p" v5 S- Q0 j（5）较高温度下具有抗软化能力，但使用温度高于540℃硬度出现迅速下降（即能耐
工作温度为540℃）；
* r1 B+ v( X. A% k# u（6）热处理变形小；
（7）中等和高切削加工性；
（8）中等抗脱碳能力。
实际生产中如果终锻温度过高，才会晶粒大一点，正常生产没有必要担心晶粒粗大。

dhzhou8888

还可以采用高温固溶、短时等温退火。一般高于淬火加热温度加热保温后快冷至室温，然后进行等温球化退火，此时碳化物可以达到超细化或细化水平，同时碳化物带状偏析有所改善。不知道是否是楼主说的细化晶粒？

dhzhou8888

H13是国内外广泛使用的热作模具钢，在使用温度不超过600℃时，有良好的冷热疲劳性能，用做热挤压模和铝合金压铸模有比较高的使用寿命。但一般电炉冶炼的H13钢有较大的尺寸效应，在截面超过120mm以后，心部韧性显著下降，国外采用炉外精练、高温扩散退火、等向锻造等工艺，以改善其尺寸效应，减小Cr和Mo的成分偏析，国内多采用电渣重熔等工艺。

chen2424

这样看的话要和国外的钢性能差不多确实有难度了.

dhzhou8888

H11和 H13钢是国际上使用量最大的热作模具钢。国外一些模具钢生产厂为不断改善其质量，特别在提高其等向性和减少偏析方面，作了大量的研究工作。例如奥地利百禄（Bohler）钢厂对H13钢，在冶炼方面采用电弧炉+真空脱气+电渣重熔工艺，锻造上采用等向锻造工艺，并采用特殊的热处理工艺(ISOBLOC2000)。与采用常规工艺处理的钢比较，Cr的显微偏析度由1.28降为1.08，Mo的显微偏析度由1.80降为1.19，在截面尺寸为300mmx480mm、硬度为(43士2) HRC时，心部的冲击韧度与表面的冲击韧度的比值约为0.87，显著改善了钢的等向性能。近年该厂用真空电渣重熔(VMR或VAR)代替电渣重熔工艺，生产出牌号为W400VMR的H13钢，进一步提高了钢纯净度和冲击韧度。
, X' n+ X) w1 _2 @5 l) k# F  工业发达国家一直在努力提高模具钢的纯净度、致密度、均匀性和质量稳定性。日本山阳特殊钢规定高纯洁度模具钢中氧含量在10ppm以下，硫含量在50ppm以下。
因为钢的纯净度的进一步提高可以显著提高钢的韧性和抗冷热疲劳性能。对大型模具还必须采用真空除气、高温扩散退火，减少合金元素的偏析，并使用等向锻造工艺，提高等向性，使模具钢的横向和厚向的塑性和韧性达到纵向的80%-90%以上。我国还需要在这方面进一步开展工作。

chen2424

回复 11# dhzhou8888

! ~4 {* Y4 W' M' B0 a, V4 H
! z# `3 w) g4 T- }$ b    主要是现在国内有些客户想以假乱真，中国的钢材5CrNiMo想通过处理尽量接近H13，这样价格可以提高，当作进口钢材销售。

dhzhou8888

现在还有奸商收购旧模具和废模具，自己熔化后再锻造成模块出售，这种材料最害人。

chen2424

现在的行市实在有点……
不过我们不关心那个，还是尽量把自己的材料做好。大家如果有先进的工艺请分享一下。