两种不同H13钢强韧性能对比研究
热作模具钢要求材料具有高的淬透性、高温强度、耐磨性、韧度和足够的塑性、高的抗热裂能力和高的耐熔损性能等。国家标准中4Cr5MoSiV1钢是一种中耐热韧性钢，与日本JIS标准SKD61钢按照成分划分均属于美国ASTM标准的H13钢，其具有良好的抗冷热疲劳性能，被广泛应用于铝合金、镁合金及锌合金等轻合金压铸领域。H13钢是目前使用最广泛和最具代表性的热作模具钢。国产钢同进口钢材相比仍存在淬火开裂、热疲劳强度低和模具寿命短等问题，使国产热作模具钢丧失了竞争优势。为此，对4Cr5MoSiV1和SKD61钢在抗拉强度、冲击韧性和析出相等方面进行了研究，同时结合SEM与EDS分析结果，探讨了两种钢强韧性差异的原因，为国产H13钢性能的改善提供参考。
实验材料为Φ30mm商业用退火态4Cr5MoSiV1和SKD61 钢，其具体化学成分如表1所示。按GB/T228-2002加工Φ5mm标准拉伸试样，在CMT4105微机电子万能试验机上测定抗拉强度；冲击韧性实验采用10mm×10mm×50mmV型缺口冲击试样，在JB-30B型摆锤式冲击试验机上测定冲击功；材料硬度由XHB-3000型布氏硬度计测定。
表1 实验钢化学成分（质量分数，%）
|
实验钢
|
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Cr
|
Mo
|
V
|
|
SKD 61
|
0.39
|
0.93
|
0.39
|
0.02
|
＜0.001
|
5.06
|
1.22
|
0.83
|
|
4Cr5MoSiV1
|
0.40
|
1.06
|
0.33
|
0.021
|
0.0035
|
5.13
|
1.32
|
0.86
|
采用带EDS的JSM-6480LV扫描电镜观察断口形貌，以及实验钢电解后的析出相和夹杂物。电解工艺：10%乙酰丙酮、1%四甲基氯化铵和甲醇溶液，侵蚀电流80mA/cm2，电解时间10min。实验结果表明：
（1）SKD61钢的晶粒尺寸比4Cr5MoSiV1钢的更细小，由于细晶强化而改善了其强韧性。
（2）实验钢中均存在镁铝尖晶石等高硬度夹杂物，但SKD61钢中的夹杂物尺寸小，数量少且呈弥散分布。
（3）SKD61钢中析出的碳化物数量多，且分布比4Cr5MoSiV1钢中的情况更均匀。（心远）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 28*12 | HRB400E | 辽宁瀚达钢铁贸易有限公司 | 新抚钢(雷鸣) | 3380 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
| 普碳中板 | 8 | Q355B | 郑州上之达钢铁有限公司 | 敬业(金马库) | 4670 | 详情 |
| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | Φ20*C | Q355D | 上海北铭高强度钢材有限公司 | 韶钢(川流富锦库) | 5540 | 详情 |
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