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H13 steel is equivalent to 4Cr5MoSiV1, which is a typical hot work.模具钢. Segregation in different degrees often occurs in macroscale inspection, which affects the quality of steel. Segregation is more than grade 6. Therefore, it is necessary to analyze the causes of segregation in order to improve the macrostructure of H13 steel.
1. Sample selection
H13 steel is smelted into ingots by the duplex process of electric furnace primary smelting and +VHD refining, and then forged to form bars with different sizes. The test material was taken from ∣←→∣140mm bar, and its chemical composition was as follows:
Composition (%)
Zero point zero zero three
Zero point zero one three
按规定位置从棒材上取低倍试件,腐蚀后的偏析为67。根据扫描电镜的样品大小,从这个低倍标本上切下测试样品。样品包括用于对比分析的偏析带和基体。首先用金相显微镜和扫描电镜观察偏析形貌和夹杂物特征,然后用扫描电镜进行元素分析和夹杂物表征,找出偏析原因。
二、测试结果
⒈偏析的形态特征
腐蚀后的宏观样品的宏观特征如图1所示。
从照片中可以看出,样品左侧有较重的偏析带,呈明显的黑色条带,右侧偏析较轻,颜色较浅的为基体。
用扫描电镜在不同放大倍数下观察了偏析带和基体的微观特征。照片2是扫描电子显微镜的二次电子图像。左边是隔离区,右边是基质。从照片2-1来看,隔离带上网状的白色区域几乎是连在一起的,黑色区域很少。基质上的白色网络明显减少,间断开始的黑色区域占多数。低倍试样上的白色网状区域是容易被腐蚀的区域,因此低倍试样上的偏析带呈现较深的颜色。照片2-2是放大倍数更高的特写。为了便于描述,二次电子图像中的白色区域被称为区域A,黑色区域被称为区域B..也就是说,在隔离区中有更多的区域A和B, 而矩阵则相反。所以只要测试A区和B区的区别,就可以知道偏析带和基体的区别。为此,我们在两个地区进行了元素分析。
元素分析
选择视场,比如照片3左上角的二次电子图像,放大130倍左右。照片上的白线是电子束线的扫描位置,包括两个A区和两个B区。测试条件如照片3右上角所示。样品移动距离为0.4 mm,元素分析结果如照片3中的六条曲线,分别显示了白线位置Mn、Si、Mo、C、Cr、V六种元素的变化。由此可见一斑模具钢h13每吨多少钱?A区的C、Mo、Cr、V明显高于B区,且这些元素在A区的分布不均匀、不连续,有不同程度的波动,尤其是C、Mo、V..由此推断,这些元素大多以粒状形式存在。半定量粗略估算,B区C约为A区的56%,Cr约为84%, v约为68%,Mo约为62%,两个地区的Si和Mn没有区别。因此,C、Cr、Mo和V元素的富集形成了偏析带。为了进一步了解这些元素在偏析带和基体中的存在形式和分布,我们进行了显微组织观察和部分定性分析。
3.组织观察和定性分析。
Ⅰ.初生相和夹杂物的特征和表征
抛光后的金相试样无腐蚀,观察到初生相和夹杂物在偏析带和基体中的分布。发现样品的初生相有明显的边界,有一定的形状,如正方形、三角形、条状等。,在显微镜下呈淡黄色。偏析带中这些相的数量明显多于基体中的数量。试样中还存在黑色夹杂物,其数量明显少于初生相,且分布更加均匀。如照片4所示。另外,通过改变焦距可以隐约看到小颗粒的分布,但不容易区分偏析带和基体的区别。
为了确定初生相和斑点状夹杂物中所含的元素,进行了元素表面扫描:组分相中的黑色初生相为(V,Ti)(C,N),但在不同的初生相颗粒中,所含元素的含量不尽相同,有的差异较大,有的有明显的Mo。
夹杂物的点状表面扫描是C、O、Mo、Al、Ti、V六种元素表面扫描的结果,更上面的黑色颗粒是Al、Mg的氧化物,周围包裹着V、Ti的碳化物(合金中并不是所有的氧化物都被V、Ti的碳化物包围)。左边的粒子近似正方形,分别是(V,Ti)(C,N)。
ⅱ.组织特征
抛光后的金相试样经苦味酸试剂腐蚀后,观察到的显微组织为球状珠光体,如图5所示,左边为偏析带结构,右边为基体。从照片5-1中可以清楚地看到,在偏析带中有以渗碳体为主要成分的小颗粒密集区。为了了解低倍偏析带中小颗粒密集区与A、B区的关系,我们对金相样品进行了深度蚀刻,并在金相显微镜下进行了对比。结果如图5-2所示。从5-2可以看出,小颗粒密集区容易被腐蚀发黑。偏析带的黑色区域明显多于基体。在低倍下,小颗粒的密集区域也会优先腐蚀,如图5-3所示,与金相似。只有金相学, 宏观腐蚀条件不同,宏观腐蚀力远大于金相。虽然都有优先腐蚀,但腐蚀程度不同,特征略有不同,可以说是大同小异。因此,金相试样中小颗粒的密集区是低倍试样上的A区,非密集区是B区。
2.硬度测定。
从以上分析可以看出,偏析带是Cr、Fe渗碳体和一次碳氮化物小颗粒集中的地方,所以偏析带的硬度应该与基体不同。为此,我们对腐蚀后的金相试样进行了维氏硬度测试,结果表明,在偏析带测得的五个点的平均值为154,基体的平均值为143。可以看出,偏析带的维氏硬度高于基体(HV1011)。
从上述试验结果可知,H13合金宏观试样的显微组织为球状珠光体。珠光体中Cr和Fe的小渗碳体颗粒在合金中分布不均匀,有渗碳体颗粒密集区和非密集区。还有一些淡黄的初生碳氮化物(V,Ti,Mo)(C,N)具有一定的形状,如四方、三角等。,而且这些碳氮化物中的元素含量明显不同。合金中碳氮化物分布不均匀,与小渗碳体颗粒分布一致,即小渗碳体颗粒密集区碳氮化物较多。模具钢H13多少钱一吨?合金中的点状夹杂物为Al和Mg的氧化物,部分夹杂物被V和Ti的碳氮化物包围,分布比较均匀。
与基体相比,偏析带的显微组织明显不同。偏析带上渗碳体颗粒密集区明显多于基体,一次碳氮化物也多于基体,硬度略高于基体。金相的深度腐蚀试验表明,小的渗碳体颗粒易受腐蚀而先变黑,低倍也是如此,只是低倍的腐蚀能力大于金相,所以表现出比金相更黑、腐蚀面更大的特点。另外,从低倍偏析带A区和B区元素的分析特征来看,每种元素的峰值都对应相应的颗粒。
H13钢宏观试样的显微组织为球状珠光体,渗碳体中的主要元素为Cr和Fe,初生碳氮化物为(V,Ti,Mo)(C,N),点状夹杂物为al和Mg的氮化物,部分夹杂物被V和Ti的碳化物包围。
H13钢的宏观偏析带是由于合金中C、Cr、V、Mo、Ti等元素的偏析,从而形成渗碳体颗粒,初生相碳氮化物偏析。当宏观腐蚀发生时,它们优先被腐蚀形成隔离区。
③合金成分确定后,通过选择合理的冶炼、加工和退火工艺,可以降低偏析程度。
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