优质电渣重熔H13及8407对比

长翔锻造模具有限公司

自20世纪80年代以来，中国引进了国外通用铭系热作模具钢，但很少报道国内热作模具钢与国外先进水平的比较。

本文选用国产H13.瑞典8407钢从组织、冲击韧性等方面进行了对比分析，为明确国内外模具材料的性能差异和模具材料的选择提供了一定的参考。

01

化学成分分析

国产H13.8407化学成分见表1易于比较，包括表1GB/T 1299-2000的规定相当于H13的4Cr5MoSiV化学成分及1钢NADCA*优质钢和优质钢的化学成分为207-2003。

与8407钢相比，国产钢H13的P、S文献指出，

与国产H13比，8407降低了Si含量增加了Cr、Mo及V符合第二代含量H13 “低Si高Mo研发思路。

一些研究表明，减少Si研究表明，含量可以降低回火脆性，削弱脱碳敏感性Mo提高，可显著增加H13淬透性，回火时可沉淀更多细杆M2C碳化物，强化基体。而V是强碳(氮)化物形成元素，V含量增加可以形成更小、更分散的内容MC碳化物显著提高了回火的稳定性。

总体而言，8407合金成分设计优于国内H13。

02

显微组织退火

NADCA#207-2003标准，H球状合金碳化物均匀分布在铁素体基体上。

国产H13、8407退火组织如图1所示。

按NADCA标准，H13评为不合格。

8407钢退火后碳化物颗粒分布均匀，但部分晶界仍有少量碳化物呈链状沉淀。NADCA规定8407退火组织合格，符合**优质

03

夹杂物等级

国产H13、8407夹杂物类型及等级见表2，由表2知道。

两者微清洁度一致，均不含B类和C其中类夹杂物A类和D类夹杂物的等级符合**钢的要求，但两种产品都含有DS大颗粒球状夹杂物均为1.0级DS类夹杂物出现概率低，标准没有要求，但如果将其等级降低到消除，将有利于提高产品质量。

04

晶粒度

NADCA#207-2003规定，经调质后，H13钢的晶粒度不低于7级。国内分析H13钢的晶粒度为9.5级，8407钢晶粒度为10级，均符合国内标准要求H晶粒尺寸过大。

05

退火态硬度

NADCA#207-2003规定，H13退火硬度不高于235HB，更优值不超过205HB。国产H13、8407退火硬度见表3，均符合要求NADCA8407硬度更接近更佳值。

06

冲击性能及断口形状

NADCA*根据207-2003标准，样品调质后的硬度要求为42-50HRC，更优为44-46HRC。

取样冲击试验要求优质钢的冲击韧性不低于10.85J/cm2.高品质钢的冲击韧性不低于13.56J/cm2。

国产H13和8407的调质硬度分别为48.1HRC和44.0HRC，满足两种产品NADCA但国产标准H13硬度略高，8407调质硬度达到更佳值.

对国产H13和8407钢分别进行冲击试验H13冲击韧性值为13.58J/cm2.8407的冲击韧性为14.60J/cm2.满足两种产品**优质钢的要求，但8407的冲击性能优于国内H13钢。

图2为不同H13钢横向冲击试样断口形状：分析图2显示，国H13、8407断口均为准解理和韧窝混合。

与两者相比，8407宏观断口平面更加平整，表明整个断口平面应力分布更加均匀。在应力作用下，这些孔沿空间三个方向均匀生长，形成一定数量的等轴韧窝，深度较大。

国产H13和8407钢的断口有大量不规则方向分布的晶状小刻面。这些小刻面可以通过撕裂连接看到明显的撕裂边缘，更多的撕裂边缘。与两者相比，国内H13钢的准解理断裂特性更为明显。

韧性断裂的尺寸、深度和数量是表示材料韧性水平的重要指标。8407韧窝尺寸和深度大，冲击性好。

横向冲击性能主要与沉淀碳化物的成分、清洁度、带状偏析和分布有关。8407钢P较低，而P降低钢的冷脆倾向。

国产H13和8407夹杂物水平相等，但前者晶粒大，韧性差。

07

结论

(1)就成分而言:

国产H13-8407成分低P、低Si、高Mo、高V，但两者都被评为高品质钢。

(2)退火组织:

国产H球状碳化物均匀分布在8407钢铁素体基体上，满足**钢的要求。

(3)显微清洁度:

夹杂物等级一致，均符合**优质钢的要求，但均含DS类大颗粒夹杂物。

(4)晶粒度：

两种产品的晶粒等级均合格，但8407钢的晶粒等级较大，晶粒尺寸较小。

(5)退火硬度:

退火态度的硬度符合标准要求，但8407钢的硬度较低。

(6)冲击性能:

两种产品均符合**钢的要求，但8407钢优于国产钢H冲击韧性高，冲击性能好。

若使用要求不高，H13完全可以满足你的使用期望，但如果你用于压铸甚至更高端，也许8407和8418会更划算。

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