总第２３４期 ２０１５年第６期 河北冶全 ＨＥＢＥｌ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｔｏｔａｌ ＮＯ．２３４ 一究一一研一一验一一试～厂 ２０１５，Ｎｕｍｂｅｒ６ 、｛｛ 』 锻造工艺对电渣重熔 Ｈ１ ３钢的组织及冲击性能的影响 王 郢 一，刘 超 一，姜方 一，郑亚旭 ，段路昭 ’ （１．邢台钢铁有限责任公司，河北邢台０５４０２７；２．河北省线材工程技术研究中心，河北邢台０５４０２７） 摘要：利用金相显微镜、ＳＥＭ等对不同锻造工艺条件下Ｈ１３钢的组织及冲击性能进行了研究。结果表 明，与“一镦一拔”工艺相比，采用“三镦三拔”工艺后，Ｈ１３钢的显微组织及冲击性能有显著改善；组织 中碳化物粒子分布更为均匀，晶粒细化，且：无明显的带状偏析存在；横向冲击韧性增加至ｌ５．５０ Ｊ／ｃｍ ， 符合ＮＡＤＣＡ＃２０７—２００３标准中高级优质Ｈ１３钢的要求。 关键词：Ｈ１３钢；锻造；显微组织；冲击性能：：影响 中图分类号：ＴＧ１４２．４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—５００８（２０１５）Ｏ６—０００５—０３ ｄｏｉ：１０．１３６３０／ｊ．ｃｎｋｉ．１３—１ １７２．２０１５．０６０２ ＦＬＵＥＮＣＥ ＯＦ ＦＯＲＧＤ Ｇ ＰＲｏＣＥＳＳ ＯＮ ＴＨＥ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＡＮＤⅡ ＰＡＣＴ ＰＲＯＰｏＲＴＹ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲｏ ＲＥＭＥＬＴＥＤ Ｈ１ ３ ＳＴＥＥＬ Ｗａｎｇ Ｙｉｎｇ 一，Ｌｉｕ Ｃｈａｏ 一，Ｊｉａｎｇ Ｆａｎｇ 一，Ｚｈｅｎｇ Ｙａｘｕ 一，Ｄｕａｎ Ｌｕｚｈａｏ ， （１．Ｘｉｎｇｔａｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｇｔａｉ，Ｈｅｂｅｉ，０５４０２７；２．Ｗｉｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｘｉｎｇｔａｉ，Ｈｅｂｅｉ，０５４０２７） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎｄ ＳＥＭ，ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｈ１ ３ ｓｔｅｅｌ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｇｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈａｔ ｗｉｈ ｔｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ”ｔｈｒｅｅ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｕｐｓｅｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｄｒａｗｉｎｇ”，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ”ｏｎｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｕｐｓｅｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｎｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｄｒａｗｉｎｇ” ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｈ１３ ｓｔｅｅｌ ａｌｌ ａｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ；ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｉｄｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ，ｇｒａｉｎ ｆｉｎｉｎｇ，ｎｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｂａｎｄｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ；ｈｏｆｉｚｏｎｍｌ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｕｐ ｔｏ １ ５．５０ Ｊ／ｃｍ ．ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｉｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ＮＡＤＣＡ＃２０７—２００３ ｆｏｒ ｈｉｇｈ—ｇｒａｄｅ ｈｉｇｈ— ｑｕａｌｉｔｙ Ｈ１３ ｓｔｅｅ１． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｈ１３ ｓｔｅｅｌ；ｆｏｒｇｉｎｇ；ｍｉｃｒｏ—Ｓｔｎｌｃｔｕｒｅ；ｉｍｐａｃｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ０ 引言 国内外针对Ｈ１３钢的研究多集中在相变动力学、热 处理工艺等方面，而针对锻造工艺对Ｈ１３钢组织及 Ｈ１３钢是一种空冷硬化型热作模具钢，具有高 淬透性、韧性及优良的抗热疲劳性能，是当今世界范 性能影响的研究并不多见 。 围内使用最广泛的热作模具钢之一¨ 。在服役状 态下，热作模具材料需承受冲击载荷及冷热交替作 用，常因强度及韧性不足，尤其是横向韧性差而导致 本文选用邢钢生产的Ｈ１３电渣重熔钢，分别进 行“一镦一拔”和“三镦三拔”锻造加工，从组织、冲 击韧性等方面进行对比分析，为明确Ｈ１３钢锻造工 早期失效 。因此，改善热作模具钢的显微组织，提 高其冲击韧性，可显著提高模具的使用寿命。Ｊ目前， 收稿日期：２０１５—０４—０３ 艺的选择提供一定的参考。 １ 试验材料与研究方法 试验用Ｈ１３钢锭（截面尺寸： ６００ ｍｍ）经电渣 作者简介：王郢（１９７９一），男，工学博士，２００９年毕业于北京：抖技大 学钢铁冶金专业，现任邢台钢铁有限责任公司总工程师，Ｅ—ｍａｉｌ： ｗｙｍａｉｌ＠ｒｉｐ．８０ｈｕ．ｃｏｒｎ 重熔（ＥＳＲ）工艺冶炼，钢锭化学成分如表１所示。 ５ 河北冶金 ２０１５年第６期 ２．８ 不同再结晶温度下的磁性能变化情况 （２）分析显微组织变化规律后，确定该合金冷 轧薄板再结晶温度与显微组织变化规律的一致性。 图１０给出了不同再结晶温度下材料的磁化曲 线，再结晶温度对样品的矫顽力和饱和磁化强度均 （３）通过研究晶粒衍射峰强度的变化规律，确 定了热轧板的晶粒择优由（１ｌ１）转变为冷轧板的 （２００），且（２００）晶面的择优取向主要发生在再结晶 温度范围内。 未产生明显的影响。由此说明，因瓦合金冷轧薄板 的磁性能受再结晶温度的影响程度较小。 （４）分析再结晶过程的磁性能变化情况后，确 定了再结晶温度对磁性能几乎无影响的事实。 参考文献 ［１］Ｓｈｉｇｅｙｏｓｈｉ Ｎｉｓｈｉｙａｍａ，Ｙｏｓｈｉｔａｋａ Ｈｏｎｄａ，Ｄａｉｚｏ Ｓａｔｏ ａｎｄ Ｈｉｒｏｋａｚｕ Ｔａｎａｂｅ，Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｒｅｃｒｙｓｔａｌ— ｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒ—ｖａｌｕｅ ｉｎ Ｉｎｖａｒ ａｌｌｏｙ，Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ，１９９５，８ｌ （１１）：６７～７２（Ｊａｐａｎｅｓｅ）． ［２］王刚．铝包殷钢芯超耐热铝合金导线在工程中的应用［Ｊ］．天津 电力技术，２０１２，（４）：５４～５７． ［３］袁均平，易丹青，余志明，等．变形与热处理对Ｉｎｖａｒ合金组织及 厩，｝＝ｆｊ外磁场／Ｏｅ 性能的影响［Ｊ］．金属热处理，２００５，３０（２）：５０—５３． 图ｌＯ Ｆｅ一３６Ｎｉ冷轧板磁性能随再结晶温度的变化 Ｆｉｇ．１０ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｆｅ一３６Ｎｉ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｈｅｅｔ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ［４］张建福，徐进，王新林．因瓦合金强化途径研究概况［Ｊ］．金属功 能材料，２００６，１３（２）：３７～４１． ［５］Ｋ．Ｎａｋａｍａ，Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｌｄ—ｗｏｒｋｉｎｇ ａｎｄ ｈｅａｔ—ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉ— ｉｆｏｎｓ ａｎｄ ａｌｌｏｙｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ０ｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ．ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｏｃＩｌ－ ３ 结论 ｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｆｅ一３６％Ｎｉ ｌｎｖａｒ ａｌｌｏｙ［Ｊ］．Ｓａｎｙｏ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅ— ｐｏｒｔ，２０１４，２１（１）：３８—４６． （１）通过分析因Ｆｅ一３６Ｎｉ瓦合金冷轧薄板硬 度值随再结晶温度的变化规律，确定其再结晶温度 区间为５２５—６２５ ｏＣ。 ［６］程丽霞，陈异，蒋显全，等．液化天然气运输船及其储罐用材料的 研究进展［Ｊ］．材料导报Ａ，２０１３，２７（１）：７１—７４． ●＇，’●，●＇＇ＩＩＩ，，＇，Ｉ，Ｉ，●＇●＇●’’，，＇，’＇ｌ’，，，，，●’’ｌ●，，，＇＇’，●，，，，’－ｌ●ｌ，，’’Ｉｍ＇，，，●＇●，●ｌＩ’，，●，’，，’●＇’＇，＇●， （上擐第７页） ３ 结论 ２００２，２７（１２）：４８—５Ｏ． （１）与一镦一拔比，采用三镦三拔工艺后Ｈ１３钢 的显微组织明显改善，晶粒细化，带状偏析显著减少， ［３］霍晓阳．影响Ｈ１３热作模具钢等向性的因素［Ｊ］．钢铁研究学 报，２００８，２０（１１）：４７． 碳化物分布更均匀，材料的横向冲击性能显著提高。 （２）Ｈ１３钢的横向冲击性能提高主要与细晶增 韧、带状偏析、沿晶碳化物减少以及碳化物分布更加 均匀，从而弱化了裂纹萌生的倾向性等因素。 （３）三镦三拔工艺可以显著改善Ｈ１３钢的组织， 提高冲击性能。因此，三镦三拔比一镦一拔更优越。 参考文献 ［１］崔岜．中国模具钢现状及发展（１）［Ｊ］．机械工程材料，２１）０１，２５ （１）：１—５． ［４］王玉峰，刘宗昌，范文宝．ＨＩ３钢的带状组织及其消除方法［Ｊ］． 上海金属，２００５，２７（６）：３９～４１． ［５］郝少祥，刘宗昌．Ｈ１３热作模具钢连续冷却转变（ＣＣＴ）曲线的 研究［Ｊ］．特殊钢，２００５，２６（２）：２３—２４． １６］Ｄｅｌａｇｎｅｓ Ｄ，Ｌａｍｅｓｌｅ Ｐ，Ｍａｔｈｏｎ Ｍ Ｈ。ｅｔ ａ１．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃａｒｂｉｄｅｓ ａｎｄ ｆａｔｉｇｕｅ ｐｒｏｐ ｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａ ５％Ｃｒ ｔｅｍｐｅｒｅｄ ｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ ｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａ，２００５。３９４：４３５～４４４． ［７］马党参，周健，张忠侃．电渣重熔速度对ＨＩ３钢组织及冲击性 能的影响［Ｊ］．钢铁，２０１０，４５（８）：８０—８４． ［２］梁恩祖．ＨＩ３钢铝合金压铸模开裂原因分析ｆ Ｊ１．金属热处理． ２３
