H13钢的特性及使用说明

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：材料的特性H13钢是美国标准热作模具钢种和电渣重熔钢，该钢是世界上普遍使用的强韧兼具的热作模具钢，具有高的淬透性和抗热裂能力。该钢的最高使用温度不宜超过600℃，并且低于3Cr2W8V钢。毛坯成批等温球化退火规范缓慢加热，850～870℃×3～4h，炉冷至740～760℃×4～5h，再炉冷至≤550℃，出炉空冷，硬度≤229HBW，共晶碳化物等级≤3级。3）H13钢冲头经CD渗碳后，使用寿命从CrWMn钢冲头2000～3000次提高到9500～27000次。

（1）材料的特性

H13钢是美国标准热作模具钢种和电渣重熔钢，该钢是世界上普遍使用的强韧兼具的热作模具钢，具有高的淬透性和抗热裂能力。该钢含有较高含量的碳和钒，耐磨性好，韧性相对有所减弱；具有良好的耐热性，在较高温度时具有较好的强度和硬度以及高的耐磨性和韧性，同时具有优良的综合力学性能和较高的耐回火性。

锻坯要进行六面锻造，锻造比要大于4。具有高的淬透性和高的韧性；优良的抗热裂能力，在工作场合可进行水冷；具有中等耐磨损能力，还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度，但要略为降低抗热裂能力；因其碳含量较低，回火中二次硬化能力较差；在较高温度下具有抗软化能力，但使用温度高于540℃时，硬度出现迅速下降；该钢热处理的变形小，具有中等和高的可加工性和中等抗脱碳能力。

该钢的最高使用温度不宜超过600℃，并且低于3Cr2W8V钢。该钢的热强性和热稳定性也低于3Cr2W8V钢，钢的冲击韧度高于3Cr2W8V钢，有时甚至高出一倍以上。

该钢目前正在向低Si、高Mo方向发展，该钢表面改性主要有铁素体氮碳共渗或者硫氮碳共渗以及物理气相沉积硬膜等方法，更为优越的办法是将这些方法进行合理组合。

（2）供货状态

调质态，硬度185～235HBW。

（3）化学成分

根据美国标准ASTM681—1986，该钢的化学成分（质量分数）：C0.32%～0.45%、Si0.80%～1.20%、Mn0.20%～0.50%、Cr4.75%～5.50%、Mo1.10%～1.75%、Ni≤0.25%、V0.80%～1.20%、P≤0.03%、S≤0.03%。

（4）参考对应牌号

美国AISI标准牌号H13、中国GB标准牌号4Cr5MoV1Si、日本JIS标准牌号SKD61、日本日立（HITACHI）标准牌号DAC、日本不二越（NACHI）标准牌号HDS61、德国DIN标准材料编号1.2344、奥地利百禄（BOHLER）标准牌号W302、中国台湾荣刚（EVERGCREEN）标准牌号H13、瑞典UDDEHOLM标准牌号ORVAR专利钢材、瑞典一胜百（ASSAB）标准牌号8402/8407。

（5）热加工规范

加热温度1110～1160℃，开始温度1060～1150℃，终止温度≥800℃。

（6）普通退火规范

845～880℃×2～4h。缓冷到500℃左右出炉空冷。

（7）毛坯成批等温球化退火规范

缓慢加热，850～870℃×3～4h，炉冷至740～760℃×4～5h，再炉冷至≤550℃，出炉空冷，硬度≤229HBW，共晶碳化物等级≤3级。

（8）冷压毛坯软化处理规范

840～860℃×3～4h，以5～10℃/h的冷却速度，缓慢冷至≤600℃，出炉空冷。处理前硬度≤229HBW，处理后硬度≤197HBW。

（9）固溶处理+淬火+高温回火预处理规范

固溶处理温度1100～1150℃。高温回火温度（680±10）℃，保温1h，出炉空冷。该预处理工艺对消除化学成分偏析，改善组织均匀性有良好的效果。

（10）普通淬火、回火规范

预热温度550℃、850℃，淬火温度1020～1050℃，油或空气冷却硬度57～60HRC，回火温度600℃，回火两次，硬度47～49HRC。