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H13钢(4Cr5MoVISi)的热处理工艺解析
H13是强度和韧性兼备的空冷硬化热作模具钢,该钢的化学成分是w(C)=0.32%~0.45%,w(Mn)=0.20%~0.50%,w(Si)=0.80%~1.20%,w(Cr)=4.75%~5.5%,w(Mo)=1.10%~1.75%,w(V)=0.8%~1.20%。临界点:Ac1为850℃,AC3为910℃,Ar1为700℃,Ar3为820℃,Ms为335℃。
该类钢由于碳化物多,锻坯需进行等温球化退化,其退火工艺是在880℃±10℃下,保温2~4h后降到740~760℃再等温4~6h,炉冷到500℃以下出炉空冷。将硬度控制在190~230HBW。该钢有很好的淬透性,在淬火缓慢冷却时,会从奥氏体中析出二次碳化物,在400~600℃下过冷奥氏体较稳定,可以在此进行分级淬火。热作模具淬火加热一般在盐浴炉中进行,或在有保护气体的空气炉中进行,目前大多数已在真空炉中加热淬火。盐浴炉的加热参数是在550℃和850℃下预热30~50min,然后升温到1020~1070℃,保温系数是20s/mm。保温结束后可直接放入热油中淬火。回火可在空气炉中进行,550~580℃下保温2h,经2次回火后油冷。
对以热硬性为主的模具钢应选淬火温度的上限,淬火硬度控制在54~57HRC。组织应该是细针状马氏体、未溶碳化物和残留奥氏体。
对于要求耐冲击韧度好的模具可选取1020~1050℃下的淬火加热温度,淬火后的硬度控制在53~56HRC,回火后的硬度控制在50HRC左右。
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