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            H13鋼的宏觀和微觀檢查項目(二)-雜質分布_球化質量_二次碳化物網_脫碳層檢驗

            H13鋼的宏觀和微觀檢查項目(二)-雜質分布_球化質量_二次碳化物網_脫碳層檢驗

            上接【H13鋼的宏觀和微觀檢查項目(一)-亞穩定共晶碳化物和碳化物帶狀偏析檢驗
            ㈢、雜質分布
            提高H13鋼的清潔度,特別是減少含硫量,是提高H13鋼模具使用壽命的有效措施。例如,硫的質量分數低于0.014%時,就可大大提高鋼材的KIC值。所以國外優質H13模具鋼的含硫量要求質量分數控制在0.005%~0.008%之間,電渣重熔鋼可以達到這一水平。H13鋼的雜質,按GB 10561-1989《鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法》評定。電渣重熔鋼中雜質一般可以達到0.5~1.5級水平;電爐鋼的雜質總量最好不要超過1~2級,但實際生產中往往不能保證。下圖左所示是H13鋼中的塑性雜質物。下圖右所示是H13鋼中的特大型氧化物雜質,都是從早期脆裂的H13鋼模具中拍攝的,這類大顆粒雜質一般都不允許存在。東莞弘超銷售的高品質熱作模具鋼SWPH13(超細化H13鋼)的雜質含量極低(P含量不大于0.015%,S不大于0.005%),可與進口SKD61、ASSAB 8407、ORVAR SUPREME相媲美。
            H13鋼中的塑性夾雜  H13鋼中的脆性夾雜圖

            ㈣、球化質量、二次碳化物網和脫碳層檢驗
            H13鋼的球化組織為點狀和小球狀珠光體可按GB 1299-1985合金工具鋼技術條件中的第一級別圖評定其球化質量。被檢試樣拋磨后最好采用體積分數為4%的苦味酸酒精溶液浸蝕,在放大500倍下評定。H13鋼材球化后一般都能達到2~3級,如下圖所示。
            H13鋼的球化組織圖
            H13鋼由于球化時加熱溫度過高,或鍛造時停鍛溫度較高,冷卻又較緩慢時,球化后的組織中可能會出現二次碳化物網絡,見下圖所示。成分偏析嚴重的鋼材中,一般都有一次碳化物網。鍛后緩冷遺留下來的二次碳化物網一般能把停鍛時的粗大晶粒描畫出來。球化過熱形成的二次碳化物網一般會伴有粗?;虼制楣怏w。圖中的二次碳化物網應屬于鍛后緩冷時形成的,因此球化退火前應增加正火工序予以消除。東莞弘超溫馨提醒您,材料成分偏析嚴重時,即使正火也不能消除。檢查鋼中的二次碳化物網,應在淬火-回火后進行,按GB 1299-1985《合金工具鋼技術條件》中的第二級別圖對照評定,最好不超過2級。
            H13鋼的二次碳化物網分布圖
            淬火組織中出現碳化物網有兩種原因:其一是球化組織中已有二次碳化物網存在,這種網在淬火加熱時有一部分溶入奧氏體中,還有一部分殘留在晶界上(退火后存在的細網有可能在淬火加熱時全部溶入奧氏體中),回火時有所加粗;其二是工件高溫加熱奧氏體化后,淬火冷卻速度相對較緩慢,過飽和奧氏體可能在冷卻過程中沿晶界析出二次碳化物。這兩種碳化物都會對模具造成危害。這兩類碳化物網絡在形態上是有區別的:淬火冷卻時形成的碳化物網,網孔較小,網絡細瘦,全部或局部形成封閉網絡,采用硝酸-酒精溶液浸蝕磨面難于呈現網絡,有時須采用熱染色方法才能全面清晰地顯示;而球化組織中已存在的碳化物網,在淬火-回火后觀察時,網孔一般比較粗大、網絡比較粗肥,而且很少形成全封閉網絡,采用硝酸-酒精溶液浸蝕磨面就能觀察到白色網絡,采用熱染色可以更好地提高其清晰度。上面題圖所示是H13鋼模具中檢出的二次碳化物網(堿性高錳酸鉀溶液染色),工件已經淬火、回火,采用堿性高錳酸鉀溶液染色,網孔比較粗大,網絡比較肥厚,應是球化組織中存在的碳化物網,淬火加熱時雖有部分溶入奧氏體中,但還有部分殘留在晶界上,一旦形成半封閉網絡,模具在機械加工過程中、安裝調試時或服役過程中,都可能脆性開裂。
            東莞弘超實際應用證明,進廠材料、精密鍛造工件、失效工件,都必須按GB 1299-1985《合金工具鋼技術條件》和GB 224-1987《鋼的脫碳層深度測定方法》進行脫碳層檢查,因為H13鋼中含有一定數量的鉬,有脫碳敏感性。

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