模具鋼的化學(xué)成份

H13鋼是C-CR-mo-si-v型鋼，在世界上的應(yīng)用極其普遍，同時各國許多學(xué)者對它進(jìn)行了廣泛的研究，并在探究化學(xué)成分的改進(jìn)。鋼的應(yīng)用廣泛和具有優(yōu)良的特性，主要由鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)然鋼中雜質(zhì)元素必須降低，有資料表明，當(dāng)Rm在1550MPA時，材料含硫量由0.005%降到0.003%，會使沖擊韌度提高約13J。十分明顯，NADCA207-2003標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定：優(yōu)級（Premium）H13鋼含硫量小于0.005%，而超級（Superior）的應(yīng)小于0.003%S和0.015%P.下面對H13鋼的成分加以分析。

碳：美國AISIH13，UNST20813，Astm（新版）的H13和FEDQQ-T-570的H13鋼的含碳量都規(guī)定為（0.32~0.45）%，是所有H13鋼中含碳量范圍寬的。德國X40CRMOV5-1和1.2344的含碳量為（0.37~0.43）%，含碳量范圍較窄，德國DIN17350中還有X38CRMOV5-1的含碳量為（0.36~0.42）%。日本SKD61的含碳量為（0.32~0.42）%。我國GB/T1299和YB/T094中4CR5MOSIV1和SM4CR5MOSIV1的含碳量為（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分別與SKD61和AISIH13相同。特別要指出的是：北美壓鑄協(xié)會NADCA207-90、207-97和207-2003標(biāo)準(zhǔn)中對H13鋼的含碳量都規(guī)定為（0.37~0.42）%。

鋼中含碳量決定淬火鋼的基體硬度，按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線可以知道，H13鋼的淬火硬度在55HRC左右。對工具鋼而言，鋼中的碳一部分進(jìn)入鋼的基體中引起固溶強(qiáng)化。另外一部分碳將和合金元素中的碳化物形成元素結(jié)合成合金碳化物。對熱作模具鋼，這種合金碳化物除少量殘留的以外，還要求它在回火過程中在淬火馬氏體基體上彌散析出產(chǎn)生兩次硬化現(xiàn)象。從而由均勻分布的殘留合金碳化合物和回火馬氏體的組織來決定熱作模具鋼的性能。由此可見，鋼中的含C量不能太低。

H13模具鋼的化學(xué)成份

含5%CR的H13鋼應(yīng)具有高的韌度，故其含C量應(yīng)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三元相圖上，H13鋼的位置在奧氏體A和（A+M3C+M7C3）三相區(qū)的交界位置處較好。相應(yīng)的含C量約0.4%。圖上還標(biāo)出增加C或CR量使M7C3量增多，具有更高耐磨性能的A2和D2鋼比較。另外重要的是，保持相對較低的含C量是使鋼的Ms點(diǎn)取于相對較高的溫度水平（H13鋼的Ms一般資料介紹為340℃左右），使該鋼在淬冷至室溫時獲得以馬氏體為主加少量殘余A和殘留均勻分布的合金C化物組織，并經(jīng)回火后獲得均勻的回火馬氏體組織。避免使過多殘余奧氏體在工作溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)變影響工件的工作性能或變形。這些少量殘余奧氏體在淬火以后的兩次或三次回火過程中應(yīng)予以轉(zhuǎn)變完全。