相图分析

参照成分(如表2.1所示)利用Thereto-calc软件计算H13钢中可能析出的平衡相，图2.9为H13钢的平衡相图，由相图可以看出H13钢不同温度下的物相类型，从图可以看出，当温度高于1350℃时有液相存在，但同时存在固体相，即包析相。当温度在1180~1320℃范围时，H13钢中全为奥氏体相;当温度在10001178℃的围内，随着温度的降低，钢中的奥氏体含量逐渐减少;在900-1180℃的温度范围，主要为奥氏体相和MC型碳化物，随着温度的降低，MC碳化物的量逐渐增多。当温度低于900℃时，开始出现M23C6型碳化物，随着温度的降低，其含量逐渐增多。在800 ~ 840℃

范围内还会有M7C3碳化物生成，但温度低于8000C时不再析出生成此类型的碳化物。M6C 的析出温度最低，在650℃才开始析出。由此，H13钢中所包含的碳化物以_MC,M6C " M7C3 " M23C6为主，MC的溶解温度最高，在1200℃左右才能完全溶解，M,C3的溶解温度在850℃左右，M23C6的溶解温度大约在840℃左右，而M6C溶解温度最低，在650℃既可完全溶解。在MC碳化物中的主要合金元素为V，相组成通常表示为VC，而其他类型的碳化物中通常都包含有几种合金元素。

第四章H13钢退火态中的碳化物

由于某些合金元素与碳具有较强的亲和力，因此，碳化物就成为了钢和合金中最常见的相。合金元素与碳的亲和能力强弱不同，按照由强到弱的顺序可排列为:钛>锆>钒铌>钼>铬>锰，(铁)>钴。各种碳化物现在钢中的实际稳定性也不同:MC>M6C> M23C6> M7C3>M3C 。

H 13钢的合金成分固定，在一定的退火温度范围内其碳化物的类型也应是一定的，本章将H1钢退火态中常出现的一些碳化物。H13钢在退火时碳化物能否很好的球化，关键在与对不同碳化物的形态的控制上，影响球化效果的关键因素是退火组织中碳化物的尺寸分布及形态，在退火态中常见的碳化物有:MC. M6C. M7C3，M23C6，不同类型的碳化物所含主要元素不同，且晶体结构不同，在不同的温度下各类型的碳化物的溶解、形核、粗化的机制不同，影响着材料的使用性能。

H13钢中常见的碳化物形态有片层状、球状或两者共存，其存在形式主要由温度和冷却方式决定。一般退火态碳化物的尺寸范围约在0.1微米~0.8微米，这些碳化物以不同的类型存在。Cr. Mo，V是H13钢中主要的合金元素，这些元素与Fe及其它合金元素与碳单一地或复合的相结合成具有不同晶体结构的碳化物。C:是主要的合金元素，在退火态中主要存在于M7C3类型的碳化物中，提高材料的硬度及其强度，但有研究表明C阻碍碳化物的球化。Mo元素主要存在于M6C类型的碳化物中，提高钢的热强性及淬透性V元素细化晶粒提高高温稳定性，与C结合形成MC型碳化物。本章将通过金相组织、扫描电镜、能谱分析、投射电镜、相分析等方法来分析和确定退火态碳化物的类型及分布。

由于冶炼条件的限制，H13钢不可避免的存在一定量的非金属夹杂物，如:硅酸盐、MnS, A1203和TiN等，它们割裂了金属的连续性，引起应力集中，在外界循环应力的作用下形成裂纹，并不断的扩张导致模具失效。一些夹杂物还会影响模具的光洁度，在模具加工和抛光时剥，降低了模具的表面粗糙度，因此提高钢的纯净度非常重要。图5.12为H13钢冲击断口中主要的几种夹杂物。.H13钢碳化物球化过程及组织力学性能的研究_张忠侃