钢组织控制与设计(一)

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第l期上海金属V01．29．N0．112007年1月SHANGHAIMETALSJanuary，2007钢的组织控制与设计(一)徐祖耀(上海交通大学，上海200030)【摘要】以H13热作模具钢和高强度钢为例，分别重点讨论钢的组织控制和设计。对H13钢，应消除原生碳化物和偏析，改善二次碳化物分布，使成分均匀化，缩小钢块纵、横向性能差，可将现国产H13钢的使用寿命显著提高。对兼具高强度(Rm>2000MPa)和韧性钢的组织，拟设计为：低温回火马氏体组织，含高密度位错的细条马氏体，包有残余奥氏体薄膜，并分布弥散的

2、碳化物(避免渗碳体的形成)；钢含低的碳量，并含有一定量的si，Al和Mn，Ni，Mo等合金元素及Nb等碳化物形成元素；适当应用Q—P处理、双相区退火、贝氏体或马氏体等温处理等。文章分两期发表。【关键词】模具钢高强度钢组织控制组织设计CONTROLANDDESIGNOFMICROSTRUCTUREINSTEELS(I)T．Y．Hsu(XuZuyao)(ShanghaiJiaotongUniversity)【Abstract】TakingH13moldsteelandhighstrengthsteelasexamplesrespectively，controlandd

3、esignofmicrostructureinsteelsareemphasized．ForH13steel，todiminishtheprimarycarbidesandsegregation，toimprovethedistributionofsecondarycarbidesandtohomogenizethesoluteconcentrationsarerequiredinordertodecreaSethedirectionaldiferenceinmechanicalpropertiesinasteelbar，inturntoprolongsignif

4、icantlythelifeofmold．Forsteelwithcombinationofstrengthandtoughness，thedesignedmicrostructurewouldbelowtemperaturetemperedmartensite，i．e．，finelathmartensitewithhighdensityofdislocation，coatedwiththinfilmofausteniteanddistributedwithfinecarbides(formationofcementiteshouldbepreventedifpo

5、ssible)，containinglowcontentofcarbon，certainamountofalloyingelementssi，A1andMn，Ni，Mo8swellascarbideformingclementNbetc．Q&Pprocess，intercriticalannealingandisothermalholdingforproductionofbainiteormartensitemaybeusedifinneed．Thearticleisissuedintwoparts．【KeyWords】DieSteel，HighStrengthS

6、teel，ControlofMicrostmcture，DesignofMicrostructure1引言本文仅以热作模具钢和高强度钢为例，分别材料的性能决定于材料的成分和组织。材料阐述钢的组织控制与设计；深切期望我国材料工研究已获得大量关于组织一性能之间的内在联作者重视总结现有知识，应用于材料的组织控制系。为得到设想的性能，必须对材料的组织在加和设计，为我国材料产业的自主创新作出应有的工过程(冶炼、浇铸、成形和热处理等)中加以贡献。控制。为创造特殊性能的材料，如超高强度钢，2H13模具钢的组织控制应用已知组织一性能之间的规律，目前也能对其H13模具钢(我国的牌号

7、为4Cr5MoSiV)为理想的组织作初步设计。国际普遍采用的热作模具钢，广泛应用于铝合金本文系徐祖耀院士在2006年9月4日为上海市金属学会成立五十周年兼周志宏院士诞辰I10周年专题讲座所作的特邀报告维普资讯http://www.cqvip.com2上海金属第29卷压铸模，但目前国内生产的H13钢的使用寿命能比较，得如下结果。最高仅5万模次，而由瑞典Uddeholm生产的H13表1列出所用试验钢的化学成分。图1(a)钢(8407钢)寿命为20万模次。经上海大学材～(d)表示不同HI3钢退火态和淬火回火态模料学院吴晓春课题组分析⋯，除Uddeholm厂应块横向心部的

8、显微组织。