锻造比对H13钢组织和力学性能的影响

　　H13钢是世界范围内使用较广泛的一种热作模具钢，该钢具有良好的热强性、韧性和淬透性，广泛应用于热锻模、铜铝合金压铸模等生产领域，是当今世界范围内使用最广泛的热作模具钢之一。众所周知，电渣重熔冶炼工艺对提高H13模具钢的质量有重要作用，但由于种种原因目前国产H13钢最普遍的生产工艺仍然是传统的电炉冶炼，与电渣重熔冶炼相比，电炉冶炼工艺的优势在于可节省生产成本20%～30%。因此，如果通过合理的锻造工艺和热处理工艺，能在一定程度上提高电炉钢的质量、性能和使用寿命，这将带来较高的经济效益。为此，有人系统地研究了不同锻比对电炉冶炼生产的H13钢的组织和力学性能的影响，并对其规律进行总结和分析，对传统电炉钢的生产和发展具有较大的参考价值。

　　试验材料为抚顺钢厂常规生产的H13电炉钢锭，上口直径410mm，下口直径330mm，经过单向热锻拔长，锻造比分别为2、4、6、10，在830℃球化退火,以小于等于30～40℃/h的速度慢降温到500℃出炉空冷，钢锭的化学成分见表1。

　　表1 试验钢的化学成分(质量分数) %

　　在钢锭心部、直径1/4处与边部切取试样，观察钢锭横向不同部位的铸态组织;钢锭退火后，切取退火态试样观测横、纵向不同位置分别取6个标准10mm×10mm×55mm夏比V型缺口冲击试样，采用JB30B冲击试验机测定淬、回火态的冲击性能，观察其断口形貌，并测定淬、回火态不同部位的硬度及组织差异，用于调质态冲击试样的热处理工艺均为1030℃保温30min后油冷淬火，600℃×2h回火两次。金相试样采用4%的硝酸酒精腐蚀，用LEICA MEF4M光学显微镜和S-4300冷场发射扫描电子显微镜(SEM)进行显微组织观测和分析;钢中的非金属夹杂物评级标准采用GB/T10561-2005。为了保证实验数据及其变化规律的准确性，本试验所用材料全部取自同一炉钢锭，退火及淬回火工艺也完全一致。