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模具钢购买的时候你会发现价格并不是统一固定的,有的地方会高一些,有的地方可能会便宜一些,但实际报价还是要看厂家和产品质量。毕竟买劣质产品便宜。模具钢结果往往得不偿失。建议大家实际购买时,一定要严格按照相关标准购买,去专业正规的厂家购买。H13模具钢低离析原因分析
H13钢相当于4Cr5MoSiV1,是典型的热作。模具钢。低倍检验中经常出现不同程度的偏析,影响钢材质量。隔离超过6级。因此,有必要分析偏析产生的原因,以改善H13钢的宏观组织。
H13钢采用电炉初炼+VHD精炼的双重工艺冶炼成锭,然后锻造成不同尺寸的棒材。试验材料取自∣←→∣140mm棒材,其化学成分如下:
成分(%)
零点零零三
零点零一三
按规定位置从棒材上取下低倍试件,腐蚀后偏析为67级。根据扫描电镜的样品尺寸,从这个低倍试件上切下试样。样品包括用于对比分析的偏析带和基体。首先用金相显微镜和扫描电镜观察偏析的形貌和夹杂物的特征,然后用元素分析和扫描电镜对夹杂物进行表征,找出偏析的原因。
二、测试结果
1.离析的形态特征
腐蚀后低倍试样的宏观特征如图1所示。
从照片中可以看出,样品左侧有较重的偏析带,呈现明显的黑色条带,而右侧的偏析较轻,其中颜色较浅的为基体。
用扫描电镜在不同放大倍数下观察了偏析带和基体的微观特征。照片是扫描电子显微镜的二次电子图像。左边是隔离区,右边是基质。从照片2-1看,隔离带上类似于网的白色区域几乎是连在一起的,黑色区域很少。基板上的白色网纹明显减少,间断开始的黑色区域居多。白色网状区域是低倍试样上易受腐蚀的区域,因此低倍试样上的隔离区显示较暗的颜色。照片2-2是放大倍数更高的特写。为了描述方便,二次电子图像中的白色区域称为A区,黑色区域称为B区,也就是说,在隔离带中A区和B区要多得多,矩阵是相反的。因此, 只要测量A区和B区的差异,就可以知道偏析带和基体的差异。为此,我们在两个方面进行了元素分析。
⑷元素分析
选择视场,比如照片3左上角的二次电子图像,放大130倍左右。照片中的白线是电子束线的扫描位置,包括A、b两个区域,测试条件显示照片3右上角购买的是h13低磷材料。样品的移动距离为04毫米..元素分析结果如图3中的六条曲线所示,白线处显示了Mn、Si、Mo、C、Cr和V六种元素的变化。可以看出,A区的C、Mo、Cr、V明显高于B区,且这些元素在A区的分布不均匀、不连续,有不同程度的波动,尤其是C、Mo、V更明显。可以推断这些元素大多是粒状的。半定量粗略估算,B区C约为56%,Cr约为84%,V约为68%, Mo在62%左右,两个地区的Si和Mn没有区别。因此,C、Cr、Mo和V元素的富集形成了偏析带。为了进一步了解这些元素在偏析带和基体中的存在形式和分布状态,我们还进行了显微组织观察和部分定性分析。
3.组织观察和表征
ⅰ.初生相和夹杂物的特征和表征
抛光后的金相试样无腐蚀,观察到初生相和夹杂物在偏析带和基体中的分布。发现样品的更后一相有明显的边界,有一定的形状,如正方形、三角形、条形等。,在显微镜下呈淡黄色。偏析带中这些相的数量明显多于基体。试样中还有黑色夹杂物,其数量明显少于初生相,且分布较为均匀。比如照片4。另外,在观察中,改变焦距可以隐约看到小颗粒的聚集和分布,但不容易分辨出偏析带和基体的区别。
为了确定初生相和夹杂物中所含的元素,进行了元素平面扫描:成分相中黑色初生相为(V,Ti)(C,N),但不同初生相颗粒中所含元素的含量不尽相同,有的可能相差很大,有的有明显的Mo。
夹杂物表面扫描是C、O、Mo、Al、Ti、V六种元素表面扫描的结果,上侧的黑色颗粒是Al、Mg的氧化物,外侧被V、Ti的碳化物覆盖(并非合金中所有氧化物周围都有V、Ti的碳化物)。左图的粒子近似正方形,分别是(V,Ti)(C,N)。
ⅱ.组织特征
抛光后的金相试样经苦味酸腐蚀后,观察到的组织为球状珠光体,如图5所示,左侧为偏析带组织,右侧为基体。从照片5-1可以清楚地看到,在偏析带上有小颗粒密集区,主要是渗碳体。为了了解小颗粒密集区与低偏析区A区和B区的关系,我们对金相样品进行了深度蚀刻,并在金相显微镜下进行了对比。结果如图5-2所示。从5-2可以看出,小颗粒密集的区域容易腐蚀发黑。偏析的黑色区域明显多于基体。在低倍腐蚀的情况下,小颗粒密集的区域也会优先被腐蚀,如图5-3所示。 其规律与金相学相似。只是金相分析。低倍腐蚀条件不同,低倍腐蚀力远大于金相。虽然都是优先腐蚀,但腐蚀程度不同,特征也略有不同,可以说是大同小异。因此,金相试样中小颗粒的密集区是低倍试样上的A区,非密集区是B区。
1.硬度测量
从以上分析可以看出,偏析带是Cr、Fe渗碳体和一次碳氮化物小颗粒集中的地方,所以偏析带和基体的硬度应该是不同的。因此,我们在腐蚀后的金相试样上测量了维氏硬度,结果表明,在偏析带测量的5个点的平均值为154,基体的平均值为143。可以看出,偏析带的维氏硬度高于基体(HV1011)
从上述试验结果可以看出,H13合金试样的显微组织为球状珠光体。中珠光体Cr和Fe的渗碳体颗粒在合金中分布不均匀,有渗碳体颗粒密集区和非密集区。其他合金有一定的形状,如正方形、三角形等。,界限明显。浅黄色的初生碳氮化物是(V,Ti,Mo)(C,N),这些碳氮化物中各种元素的含量明显不同。合金中碳氮化物分布不均匀,与渗碳体颗粒分布一致,即渗碳体颗粒密集区碳氮化物较多。合金中的点状夹杂物为铝和镁的氧化物,部分被钒和钛的碳氮化物包围,分布均匀。
与基体相比,偏析带的显微组织明显不同。偏析带上的渗碳体小颗粒密集区明显多于基体,一次碳氮化物也多于基体,硬度略高于基体。金相深度腐蚀试验表明,渗碳体颗粒易受腐蚀,先变黑。低倍也是如此,但低倍的腐蚀能力大于金相,所以表现出比金相更黑、腐蚀面更大的特点。另外,从低偏析带A区和B区元素的分析特征来看,各元素的峰值对应相应的颗粒。
H13钢试样的显微组织为球状珠光体,渗碳体中的主要元素为Cr和Fe,初生碳氮化物为(V,Ti,Mo)(C,N),点状夹杂物为al和Mg的氮化物,部分夹杂物周围有V和Ti的碳化物。
H13钢的宏观偏析带是由于合金中C、Cr、V、Mo、Ti等元素的偏析,导致渗碳体颗粒的形成和初生碳氮化物的偏析。当宏观腐蚀发生时,它们优先腐蚀并形成隔离区。
③合金成分确定后,选择合理的冶炼、加工和退火工艺,可以降低偏析等级。
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