• 1
  • 2
您所在的位置: 首頁 >> 行業資訊

硫鐵對H13鋼碳化物偏析及力學性能的影響

時間:2015-2-26 16:19:57

  連軋管機用限動芯棒是無縫鋼管連軋機組的重要熱變形工具,其工作環境極為惡劣,需要在高溫下承受很大的複雜應力並經受大的循環熱應力。芯棒的主要失效形式是熱磨損和熱疲勞,因此,影響芯棒使用壽命的最關鍵性能是高溫摩擦抗力和韌性,通常韌性的影響更重要。根據芯棒工作環境及性能要求,國內外芯棒所用材料一般采用H13鋼,其具有優良的綜合性能。近年來,為進一步提高H13型熱作模具鋼的性能,以適應日益苛刻的服役條件,在H13鋼的基礎上進行成分優化,並取得了一定成效,如DIEVAR鋼和QRO90鋼。 

  Nb是一種對C有極高親和力的元素,能形成十分穩定的碳化物,在合金鋼中得到廣泛的應用。Nb是鍋爐鋼T92的重要合金化元素,在其馬氏體組織形成NbC、Nb(C,N)相,大量彌散分布在晶界和晶內,使鋼的強度提高,而且由於其良好的穩定性使此類鋼具有高溫持久強度。Nb添加至熱作模具鋼中對改善熱強性也有一定的運用,Nb元素在淬、回火後固溶到基體中去,經過長時間的保溫後,以NbC的形式析出,提高了材料的抗回火軟化能力。
  目前,含硫鐵的H13鋼並未在生產中得到有效的應用和推廣,因為很多實驗基於小尺寸試樣,而生產實踐中大尺寸H13鋼錠凝固易產生缺陷,微量Nb添加在大尺寸的H13鋼中會大大改變組織性能,大大降低H13韌性。對於添加Nb的H13鋼能否通過提高高溫擴散的時間和溫度來減輕偏析,以及是否可以提高奧氏體化溫度同時提高回火溫度來提高韌性,尚沒有明確的研究結果。
  研究人員在H13基礎上添加0.06%Nb,研究Nb對大尺寸H13芯棒退火態偏析、組織、液析碳化物影響,進而研究Nb對H13鋼橫向韌性的影響規律,對大尺寸含Nb的H13鋼產品的實際生產和使用具有一定參考價值和意義。研究結果如下:
      (1)H13-Nb中0.06%Nb加重了偏析,改變了MC相液析碳化物的類型,由VC為主變成以(V,Nb)C為主,提高了MC相析出的溫度,產生較多的液析碳化物。
      (2)H13-Nb退火態偏析在經過淬、回火熱處理後,偏析造成鋼的有效晶粒尺寸較大且分布不均勻,降低了H13-Nb芯棒的韌性。
      (3)液析碳化物經過淬火、回火沒有發生改變,H13-Nb中較多較大的液析碳化物對韌性也有較大的影響。
      (4)大型芯棒H13和H13-Nb存在尺寸效應,從芯部到邊部,偏析逐漸減輕,液析碳化物數量逐漸減少,衝擊功逐漸增大。