H13, la comparaison des marques nationales est la suivante.
1.chine:4Cr5MoSiV1,
2. Amérique : h13
3. Japonais:skd11.
composant chimique :
C :{{0}}.32-0.45,Si :0.80-1.20,Mn :0.{ {7}}.50,Cr :4.75-5.50,Mo :1.10-1.75,V :0.80-1.20,PS Inférieur ou égal à 0,030 .
Procédé de traitement thermique conventionnel de l'acier H13.
La structure de l'acier H13 après forgeage est en bandes et contient généralement du carbure primaire grossier, et il existe une forte contrainte interne dans la structure des pièces après forgeage, ce qui a un effet négatif sur le traitement ultérieur de la matrice, le service et la durée de vie. Afin d'améliorer la microstructure et les propriétés globales de l'acier H13, un traitement thermique approprié doit être effectué après le forgeage pour améliorer les propriétés globales de la matrice.
Le processus de traitement thermique conventionnel de l'acier H13 comprend principalement un traitement thermique préliminaire, une trempe et un revenu
Le processus de traitement thermique de préparation de l'acier H13 est principalement un recuit ou une normalisation, avec un préchauffage et un préchauffage multiple. Le processus de traitement thermique de préparation et les temps de préchauffage dépendent principalement de la taille de l'acier et de la complexité du moule, tels que le recuit de détente plus le recuit de nodulisation, la normalisation plus le recuit de nodulisation, le recuit de nodulisation en double étape, etc. L'objectif principal est : ( 1) pour améliorer la structure en ruban de l'acier après forgeage, éliminer le carbure de réseau et préparer l'organisation pour la structure de nodulisation et le traitement thermique ultérieur ; ② Évitez la vitesse de chauffage plus rapide qui rend la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de l'acier trop importante, ce qui entraîne une contrainte interne plus importante, ce qui provoque de graves déformations ou entraîne des fissures de trempe ultérieures.
La teneur en carbone de l'acier H13 est de 0,35 % ~ 0,45 %, contenant environ 8 % d'éléments d'alliage, ce qui entraîne le déplacement du point eutectoïde de l'alliage vers la gauche, appartient à l'acier hypereutectoïde. Avant la trempe, afin d'éliminer le réseau carbure, l'acier hypereutectoïde subit souvent un recuit sphéroïdisé au voisinage de sa température Ac1, ou un recuit incomplet entre les températures Ac1 et Ac3. La température de recuit de prétraitement thermique de l'acier H13 est généralement sélectionnée de 600 à 650 degrés, la température de recuit de sphéroïdisation de 800 à 850 degrés. La température de préchauffage inférieure dans la première étape peut éliminer efficacement la contrainte causée par le traitement précoce de la pièce, empêcher la grave distorsion de la pièce causée par le chauffage ultérieur, puis provoquer des fissures ; Il peut également accélérer la vitesse de chauffage de la recristallisation à changement de phase de la pièce, raccourcir le temps d'uniformité de la température interne et externe de la grande pièce épaisse et rendre la distribution des grains d'austénite plus uniforme et fine sur la grande section, améliorant ainsi le performances post-thermiques globales. Cependant, une température trop élevée peut entraîner une croissance des grains ou une sphéroïdisation par agglomération de carbure lors du revenu ultérieur, augmentant ainsi la fragilité de la pièce. Dans la deuxième étape, la température de préchauffage plus élevée peut précipiter un grand nombre de carbures et sphéroïdiser dans les sections, et le degré de dispersion des carbures fins est plus élevé dans ce processus, et le stress thermique et la croissance des grains causés par une température trop élevée peuvent être évités.
Les résultats de "forgeage plus normalisation plus recuit de sphéroïdisation" et "forgeage plus recuit de sphéroïdisation" sur l'acier H13 montrent que le recuit de normalisation et de sphéroïdisation après forgeage peut améliorer la morphologie et la distribution de la précipitation de carbure dans l'austénite, puis affecter les propriétés mécaniques.
Après un recuit conventionnel (840 ~ 890) degré × (2 ~ 4) h et un recuit de sphéroïdisation isotherme (840 ~ 890) degré × (2 ~ 4) h, les pièces forgées en acier H13 sont refroidies à 710 ~ 740 degrés pendant 3 ~ 4 h, puis refroidi à 500 degrés pour le refroidissement à l'air, puis le bloc d'essai est trempé et revenu deux fois. Les résultats montrent que : après le recuit de sphéroïdisation isotherme, une structure de perlite sphérique et de carbure granulaire dispersé peut être obtenue à l'intérieur de l'acier H13, et le réchauffage après le recuit de sphéroïdisation peut également améliorer le degré de dispersion du carbure, fournissant le noyau pour la transformation de la microstructure après trempe.
2.2 Trempe
2.2.1 Procédé de trempe conventionnel
Grâce à la solution solide de divers éléments d'alliage, la structure trempée contient un grand nombre de martensite trempée et d'austénite résiduelle, ce qui peut améliorer considérablement la ténacité et la résistance à l'usure de l'acier H13, de sorte que l'acier H13 doit généralement être trempé. Le temps de maintien de la solution est généralement déterminé par la taille de l'acier H13 et la complexité du moule, généralement 0.25 ~ 0.45 min/mm. La température de la solution est généralement de 1000-1100 degré, qui est principalement déterminée par le point de fusion de la phase interne de la matrice. Des études ont montré que lorsque la température dépasse 1100 degrés, la température plus élevée fournit suffisamment d'énergie d'activation de croissance pour le tissu, et les grains d'austénite seront évidemment grossis, et même en surchauffe. La température de trempe est généralement choisie entre 1000 et 1080 degrés. Lorsque la température de trempe est élevée, la teneur en carbone et en éléments d'alliage dans la martensite augmente, les atomes de carbone sursaturés se dissolvent dans la martensite sous forme interstitielle, entraînant une forte distorsion du réseau, entraînant une augmentation de l'énergie de distorsion, des atomes de carbone et de l'enchevêtrement des dislocations, ce qui joue un rôle important dans le renforcement de la solution solide de martensite, et la dureté est plus élevée après trempe. De plus, lorsque la température de trempe est plus élevée, la teneur en austénite résiduelle dans la structure trempée augmente et l'austénite résiduelle est répartie entre la martensite à lattes pour empêcher la propagation des fissures et améliorer la résistance aux chocs. Par conséquent, afin d'obtenir une dureté rouge plus élevée après chauffage, la température de trempe est généralement choisie comme température limite supérieure ; Afin d'obtenir une meilleure ténacité, la température limite inférieure est utilisée lors de la trempe.
L'acier H13 a été préchauffé à 650 degrés et 850 degrés pendant 30 min, et maintenu austénitique à 1020 ~ 1080 degrés pendant 5 ~ 7 min, puis trempé à l'huile. Les résultats ont montré que la dureté de l'acier H13 augmentait d'abord, puis diminuait avec l'augmentation de la température de trempe, et la dureté atteignait le plus haut à 1050 degrés, atteignant 53 HRC. Après préchauffage à 550 degrés et 800 degrés, l'acier H13 a été trempé à 1030 degrés, 1070 degrés et 1100 degrés respectivement. Après maintien, un refroidissement de l'huile et un revenu à 600 degrés ont été effectués. Les résultats ont montré que les performances de fatigue thermique de l'acier H13 à température ambiante et à haute température pouvaient être améliorées après augmentation de la température de trempe.
2.2.2 Processus de trempe fractionnaire
Afin de réduire la contrainte de la structure trempée, l'acier H13 est souvent trempé par étapes, c'est-à-dire que l'acier est d'abord trempé dans un bain de sel au-dessus de la température Ms, et l'acier est retiré après avoir maintenu la température du liquide trempé pendant un période de temps, puis refroidi à l'air. La trempe fractionnée peut obtenir une certaine vitesse de refroidissement de trempe, conserver la structure de l'alliage avec une solubilité solide élevée dans la matrice et empêcher une précipitation excessive de carbure intergranulaire. De plus, il réduit la contrainte de trempe causée par l'incohérence entre le retrait à froid et à chaud de l'acier à l'intérieur et à l'extérieur lorsque l'acier est refroidi directement à température ambiante, et les surfaces internes et externes de la pièce peuvent être transformées martensitiques en même temps. temps, et réduire la quantité de génération de bainite inférieure, réduire le rétrécissement rapide de la taille de la forme du moule et empêcher la déformation et la fissuration après la trempe.
À l'heure actuelle, en plus des fours à bain de sel ordinaires, les fours sous vide sont également largement utilisés dans le processus de refroidissement par trempe. La trempe du four sous vide fait référence à l'ensemble du processus de trempe dans le four sous vide, le milieu de trempe (tel que l'azote de haute pureté) dans le four sous vide, en contrôlant le débit et la température du gaz pour contrôler la vitesse de refroidissement, l'efficacité thermique élevée, à la fois peut obtenir un chauffage et un refroidissement rapides, mais peut également obtenir un chauffage lent pour réduire la contrainte interne de la pièce, le contrôle de la température est strict et précis. Après trempe, la surface de la pièce ne présente aucun défaut tel que l'oxydation, la décarburation et la fragilisation par l'hydrogène. Et le degré d'automatisation est élevé et largement utilisé.
De plus, les fours à particules à flux sont également utilisés pour la trempe et le refroidissement en production. C'est-à-dire que la chaleur est générée par le gaz combustible dans un équipement spécifique, et l'échange de chaleur et le transfert de chaleur sont accélérés par le mouvement continu des particules en mouvement telles que le sable de corindon, le sable de quartz et le sable de carbure de silicium, de manière à compléter le processus de refroidissement du pièce. L'ensemble du processus de contrôle de la température du four, de la vitesse de chauffage, de la pollution de l'environnement est faible, la pièce ne se produira pas de décarbonisation, d'oxydation et d'autres phénomènes, peut obtenir une trempe continue, la trempe peut également être directement effectuée par un traitement bleu de moule.
Une trempe en bain de sel à une étape, une trempe en bain de sel à deux étapes, une trempe fractionnée sous vide et une trempe en lit fluidisé ont été réalisées sur des matrices en acier H13 de grandes, moyennes et petites tailles. La dureté et la structure des blocs d'essai sous différentes méthodes de trempe ont été analysées. Les résultats des tests ont montré que : le temps de refroidissement et de maintien de la première étape de la trempe en deux étapes doit être suffisamment long pour garantir que la surface du moule et la température centrale sont uniformes, et la transformation organisationnelle ne se produira pas pendant le processus à température constante, de sorte que le premier le temps de refroidissement et de maintien de l'étape peut être prolongé de manière appropriée pour minimiser le volume de Baines dans l'acier, et il est recommandé que la température de refroidissement de la première étape de l'acier H13 soit d'environ 520 degrés C et que la température de refroidissement de la deuxième étape soit d'environ 200 degrés C.
2.3 Trempe
Après la trempe, il y a généralement une grande contrainte interne à l'intérieur de l'acier, qui doit être revenu de manière appropriée. La trempe peut réduire autant que possible la contrainte interne de la structure, la faire tendre à l'équilibre et éviter le changement important de la taille du moule provoqué par le changement ultérieur de la structure; Il peut également continuer à transformer l'austénite résiduelle dans l'acier en structure martensitique, sans réduire la dureté tout en assurant la ténacité.
Le processus de revenu de l'acier H13 sélectionne généralement un revenu à haute température de 500 à 650 degrés. A cette température, le durcissement secondaire de l'acier H13 se produit généralement, et lorsque l'austénite résiduelle est transformée en martensite, les fines particules de carbure sont précipitées dans la martensite revenue pour produire un durcissement secondaire, la dureté de la pièce est ré-augmentée au niveau de trempe, et la contrainte résiduelle de l'acier est réduite.
L'acier H13 après forgeage a été nodulé et recuit à 860 degré, trempé et maintenu à 1030 degrés pendant 30 minutes après refroidissement de l'huile, et revenu et maintenu à 590 degrés pendant 2 heures après refroidissement de l'huile. Les types de carbures dans l'acier trempé H13 ont été analysés et des calculs thermodynamiques ont été effectués, et la taille et la quantité de carbures dans différentes parties ont été calculées. Les résultats ont montré que : Dans l'acier trempé H13, le carbure MC riche en V, le carbure M2C riche en Mo (<200 nm) and Cr-rich M23C6 carbide (>200 nm) sont principalement précipités, dont les deux premiers sont principalement précipités à 1/2R, et la surface est la moindre.
Comme l'austénite résiduelle n'a pas été complètement transformée après un seul revenu, afin d'améliorer encore les performances du matériau, on procède souvent à un revenu secondaire, voire à un revenu multiple, de sorte que des phases de renforcement dispersées plus petites se précipitent dans le tissu pour améliorer ses performances globales.
Autres techniques de traitement thermique
Le traitement de nitruration et la nitrocarburation peuvent améliorer considérablement la résistance à la fatigue, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion de l'acier de matrice H13, et présentent les avantages d'une vitesse de nitruration rapide et de bonnes propriétés de couche de nitruration. Il est largement utilisé dans la production et est souvent utilisé après l'achèvement du traitement des moules.
Après un préchauffage en deux étapes plus 10trempe à 30 degrés plus un revenu à 600 degrés pour l'acier de matrice H13, puis une carburation au nitrure de gaz de 580 degrés × 4,5 h, un refroidissement à l'huile, l'épaisseur de la couche de carburation au nitrure est d'environ 0,20 mm, et la dureté de surface du moule est supérieure à 900 HV. La cémentation à l'azote gazeux équivaut à un revenu après trempe et traitement du moule, et la durée de vie du moule est plus de 2 fois supérieure à celle d'un traitement thermique conventionnel.
acier H13 trempé à 1 0 50 degrés plus 560 ~ 600 degrés deux fois le traitement de trempe, puis effectué une nitruration ionique de 540 ~ 570 degrés × 12 h, l'épaisseur de la couche de pénétration de surface de 0,24 mm, la couche blanche d'environ 10 μm, la dureté d'environ 67 HRC, la résistance à l'usure et la durée de vie de la surface du moule ont été améliorées.
Des propriétés complètes élevées de l'acier H13 peuvent être obtenues par traitement thermique de préparation d'étape, refroidissement d'étape après trempe et revenu multiple.
Avec le développement rapide de la société et l'innovation continue du niveau de fabrication scientifique et technologique, la demande d'amélioration des performances de l'acier H13 augmente également. Comment jouer plus efficacement les performances de l'acier H13 et améliorer son niveau de traitement thermique pour répondre aux besoins croissants sera l'orientation des recherches continues des chercheurs. Dans le processus traditionnel, le plus sûr et le plus efficace, le niveau d'automatisation plus élevé et la moindre pollution environnementale des méthodes de renforcement par traitement thermique seront plus largement concernés et étudiés.
La province du Sichuan liao caresse Special Steel Trade Co., LTD et peut vous fournir différentes nuances d'acier, traitement thermique 1.2344.1.2343, 4140 et CrMoA4, 4130,1.7225 1.2767.1.2316, 12 l14, M2. M35, M42, T1.