含0.5%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krauss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+m7c3)三相区的交界位置处较好。相应的含c量约0.4%。图上还标出增加c或cr量使m7c3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点取于相对较高的温度水平(h13钢的ms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。
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,但会导致其韧度的降低。学者在工具钢产品手册文献中将各类h型钢的性能比较很明显证明了这个观点。通常认为导致钢塑性和韧度降低的含碳量界限为0.4%。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0.3%-0.4%为宜。h13钢的强度rm,有文献介绍为1503.1mpa(46hrc时)和1937.5mpa(51hrc时)。
再则以cr对0.3c-1mn钢回火性能的作用来分析,加入﹤6% cr对提高钢回火抗力是有利的,但未能构成二次硬化;当含cr﹥6%的钢淬火后在550℃回火会出现二次硬化效应。人们对热作钢模具钢一般选5%铬的加入量。
另外还要考虑合金元素的交互作用影响,如当钢中含铬、钼和釩时,cr>3%[14]时,cr能阻止v4c3的生成和推迟mo2c的共格析出,v4c3和mo2c是提高钢材的高温强度和抗回火性的强化相[14],这种交互作用提高该钢耐热变形性能。
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