H13热作模具钢的大尺寸分析相特征和生成机制

AISI H13作为一种强韧性热作模具钢，广泛应用于热锻、热挤压模和铝合金压铸模，具有优异的高温强度和韧性。H13钢合金元素的质量分数较高，特别是钼、钒、铬等碳化物形成元素。合金元素的分析会导致大型碳化物或碳氮化物的沉淀。这些大型硬沉淀相的存在无疑对模具钢产品的强度和韧性有害。本项目采用真空感应炉NADCA207-2003规定的H实验室小钢锭熔化13钢成分范围，分析大沉淀相的特性，采用热力学计算软件Thermo-calc计算凝固过程中大尺寸沉淀相的沉淀行为H对13钢中大型沉淀相的沉淀行为进行了合理的解释和分析。

  实验室真空感应炉熔炼钢锭质量5kg，合金原料是纯铁、金属铬、金属钼、金属锰和金属硅FeV5.18钒铁合金。如表1所示，由于合金原料中携带少量硫，钢锭的更终硫质量分数为0.059%纵向平均切割冶炼钢锭，

表1 钢锭成分(质量分数，%)

项目

C

Si

Mn

Cr

Mo

V

S

N

NADCA

207-2003

0.37～0.42

0.80～1.20

0.20～0.50

5.00～5.50

1.20～1.75

0.80～1.20

-

-

H13

0.42

1.06

0.42

5.38

1.50

0.97

0.0059

0.0056

    研究发现，H13钢中大型沉淀，包括3类-富钒（V，Mo，Cr，Fe）C类、富Mo-Cr的（V，Mo，Cr，Fe）C硫化锰（V，Mo，Cr，Fe）C大尺寸沉淀相形状多为长条形，尺寸达数十微米，部分依附于硫化锰核沉淀呈椭圆形；富Mo-Cr的（V，Mo，Cr，Fe）C钼与铬原子分数相差不大，钒原子分数略低。根据复合大沉淀相的组合形式，可以推断大沉淀相的沉淀顺序。硫化物首先沉

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