毛明涛等：H13热作模具钢中液析碳化物的研究进展 ·1297· packing boriding and wear resistance at elevated temperature for 3总结与展望 H13 steel.Shanghai Met,2017,39(4):25 (施良才，吴晓春，姚杰，等.H13钢两段固体渗硼动力学及 H13热作模具钢作为代表性的热作模具材料， 其高温耐磨损性能的研究.上海金属，2017,39(4)：25) 广泛用于挤压、压铸及热锻模具的制造，其模具寿命 [6] Wang M,Ma D S,Liu Z T,et al.Effect of Nb on segregation, 与基体中的液析碳化物密切相关.当与进口材料进 primary carbides and toughness of H13 steel.Acta Metall Sinica, 行竞争时，国产H13钢中存在的大尺寸液析碳化物 2014,50(3):285 降低了其市场竞争力.阐明液析碳化物在H13模具 (王明，马党参，刘振天，等.Nb对芯棒用H13钢偏析、液析 钢中的演化规律，并提出经济有效地改善液析碳化 碳化物及力学性能的影响.金属学报，2014,50(3)：285) 物的途径，对提升材料性能具有重要意义.本文较 [7]Xie Y,Cheng GG,Meng X L,et al.Precipitation behavior of primary precipitates in Ti-microalloyed H13 tool steel.ISI Int, 全面的总结了H13钢中液析碳化物的种类，生成机 2016,56(11):1996 理和高温演变规律：概括了控制液析碳化物的各种 [8]Meng Y,Sugiyama S,Soltanpour M,et al.Effects of predeforma- 手段，围绕液析碳化物提出了H13钢中的发展方 tion and semi-solid processing on microstructure and mechanical 向，总结如下： properties of Cr-V-Mo steel.Mater Process Technol,2013,213 (1)H13钢中存在多种类型的液析碳化物，如 (3):426 富V型、富Mo型、富Ti型及富Nb型等，不同类型 [9]Zhang J X,Huang J F,Wang H B,et al.Microstructures and mechanical properties of spray formed H13 tool steel.Acta Metall 的液析碳化物可以形成具有多层结构的复合型液析 Sinica,2014.50(7):787 碳化物. (张金祥，黄进峰，王和斌，等.喷射成形H13钢的组织与力 (2)H13钢中的液析碳化物是由于元素偏析而 学性能.金属学报，2014,50(7)：787) 在固液前沿区域产生的，液析碳化物的类型和组成 [10]Song WW,Min YA,Wu X C.Study on carbides and their evo- 与其产生时机有关 lution in H13 hot work steel.Trans Mater Heat Treat,2009,30 (5):122 (3)控制铸锭的凝固过程可以控制H13钢中液 (宋雯雯，闵永安，吴晓春.H13钢中的碳化物分析及其演 析碳化物的数量和尺寸，但传统的铸锭生产工艺无 变规律研究.材料热处理学报，2009,30(5)：122) 法完全避免液析碳化物的产生. [11]Sun X L,Wang F,Chen X C,et al.Study on primary carboni- (4)工业生产中采用1250℃以上长时间高温扩 trides in H13 steel based on the two-sublattice model.Chin J 散消除铸锭中的液析碳化物，更高的加热温度有利 Eng,2017,39(1):61 (孙晓林，王飞，陈希春，等.基于双亚点阵模型对H13钢中 于液析碳化物的分解，但需要配合适当的工艺确保 初生碳氮化物的研究.工程科学学报，2017,39(1)：61） 铸锭的热加工性能. [12]Ma D S,Zhou J,Zhang Z K,et al.Effect of the melting rate of ESR on the microstructure and impact properties of H13 steel. 参考文献 Iron Steel.2010,45(8):80 [1]Shi C B,Chen X C,Guo H J,et al.Control of Mg0.Al2 O3 spi- (马党参，周健，张忠侃，等.电渣重熔速度对H13钢组织和 nel inclusions during protective gas electroslag remelting of die 冲击性能的影响.钢铁，2010,45(8)：80) steel.Metall Mater Trans B,2013,44(2):378 [13]Xue S,Zhou J,Zhang Y W,et al.Analysis of carbides in sphe- [2]Wang F,Chen X C,Shi C B,et al.Experimental study on deep roidized H13 steel.Trans Mater Heat Treat,2012,33(2):100 deoxidization during argon protection electroslag remelting.Mater (薛松，周杰，张艳伟，等.H13钢退火态中的碳化物分析 Metall,2012,11(4):258 材料热处理学报，2012,33(2)：100) (王飞，陈希春，史成斌，等.氩气氛保护电渣重熔深脱氧实 [14]Li J,Li J,Wang LL,et al.Study on carbide in forged and an- 验研究.材料与治金学报，2012.11(4)：258) nealed H13 hot work die steel.High Temp Mater Processes, [3]Chen X C,Shi C B,Wang F,et al.Cleanliness control of electro- 2015,34(6):593 slag ingot during protective gas electroslag remelting process.Ma- [15]Pei Y K,Ma D S,Liu B S,et al.Effect of forging ratio on mi- ter Metall,2013,12(1):27 crostructure and mechanical property of H13 steel.fron Steel, (陈希春，史成斌，王飞，等.气体保护电渣重熔过程中电渣 2012,47(2):81 锭的洁净化控制.材料与治金学报，2013,12(1)：27) (裴悦凯，马党参，刘宝石，等.锻造比对H13钢组织和力学 [4]Deng D W,Liu H Y,Zhang L,et al.Effect of deep carburization 性能的影响.钢铁，2012,47(2)：81) on microstructure and hardness of H13 steel.Trans Mater Heat [16]Ning A G,Mao WW.Guo H J.et al.Precipitation behaviors Treat,2017,38(3):186 and strengthening of carbides in H13 steel during quenching. (邓德伟，刘海英，张林，等.深层渗碳对H13钢显微组织和 Chin J Process Eng.2014,14(6):1041 硬度的影响.材料热处理学报，2017,38(3)：186) (宁安刚，毛文文，郭汉杰，等.H13钢淬火态碳化物的析出 [5]Shi L C,Wu X C,Yao J,et al.Study on kinetic of double-stage 行为及沉淀强化.过程工程学报，2014,14(6)：1041)毛明涛等: H13 热作模具钢中液析碳化物的研究进展 3 总结与展望 H13 热作模具钢作为代表性的热作模具材料, 广泛用于挤压、压铸及热锻模具的制造,其模具寿命 与基体中的液析碳化物密切相关. 当与进口材料进 行竞争时,国产 H13 钢中存在的大尺寸液析碳化物 降低了其市场竞争力. 阐明液析碳化物在 H13 模具 钢中的演化规律,并提出经济有效地改善液析碳化 物的途径,对提升材料性能具有重要意义. 本文较 全面的总结了 H13 钢中液析碳化物的种类,生成机 理和高温演变规律;概括了控制液析碳化物的各种 手段,围绕液析碳化物提出了 H13 钢中的发展方 向,总结如下: (1)H13 钢中存在多种类型的液析碳化物,如 富 V 型、富 Mo 型、富 Ti 型及富 Nb 型等,不同类型 的液析碳化物可以形成具有多层结构的复合型液析 碳化物. (2)H13 钢中的液析碳化物是由于元素偏析而 在固液前沿区域产生的,液析碳化物的类型和组成 与其产生时机有关. (3)控制铸锭的凝固过程可以控制 H13 钢中液 析碳化物的数量和尺寸,但传统的铸锭生产工艺无 法完全避免液析碳化物的产生. (4)工业生产中采用 1250 益以上长时间高温扩 散消除铸锭中的液析碳化物,更高的加热温度有利 于液析碳化物的分解,但需要配合适当的工艺确保 铸锭的热加工性能. 参 考 文 献 [1] Shi C B, Chen X C, Guo H J, et al. Control of MgO·Al2O3 spi鄄 nel inclusions during protective gas electroslag remelting of die steel. Metall Mater Trans B, 2013, 44(2): 378 [2] Wang F, Chen X C, Shi C B, et al. Experimental study on deep deoxidization during argon protection electroslag remelting. J Mater Metall, 2012, 11(4): 258 (王飞, 陈希春, 史成斌, 等. 氩气氛保护电渣重熔深脱氧实 验研究. 材料与冶金学报, 2012, 11(4): 258) [3] Chen X C, Shi C B, Wang F, et al. Cleanliness control of electro鄄 slag ingot during protective gas electroslag remelting process. J Ma鄄 ter Metall, 2013, 12(1): 27 (陈希春, 史成斌, 王飞, 等. 气体保护电渣重熔过程中电渣 锭的洁净化控制. 材料与冶金学报, 2013, 12(1): 27) [4] Deng D W, Liu H Y, Zhang L, et al. Effect of deep carburization on microstructure and hardness of H13 steel. Trans Mater Heat Treat, 2017, 38(3): 186 (邓德伟, 刘海英, 张林, 等. 深层渗碳对 H13 钢显微组织和 硬度的影响. 材料热处理学报, 2017, 38(3): 186) [5] Shi L C, Wu X C, Yao J, et al. Study on kinetic of double鄄stage packing boriding and wear resistance at elevated temperature for H13 steel. Shanghai Met, 2017, 39(4): 25 (施良才, 吴晓春, 姚杰, 等. H13 钢两段固体渗硼动力学及 其高温耐磨损性能的研究. 上海金属, 2017, 39(4): 25) [6] Wang M, Ma D S, Liu Z T, et al. 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H13 钢中的碳化物分析及其演 变规律研究. 材料热处理学报, 2009, 30(5): 122) [11] Sun X L, Wang F, Chen X C, et al. Study on primary carboni鄄 trides in H13 steel based on the two鄄sublattice model. Chin J Eng, 2017, 39(1): 61 (孙晓林, 王飞, 陈希春, 等. 基于双亚点阵模型对 H13 钢中 初生碳氮化物的研究. 工程科学学报, 2017, 39(1): 61) [12] Ma D S, Zhou J, Zhang Z K, et al. Effect of the melting rate of ESR on the microstructure and impact properties of H13 steel. Iron Steel, 2010, 45(8): 80 (马党参, 周健, 张忠侃, 等. 电渣重熔速度对 H13 钢组织和 冲击性能的影响. 钢铁, 2010, 45(8): 80) [13] Xue S, Zhou J, Zhang Y W, et al. Analysis of carbides in sphe鄄 roidized H13 steel. Trans Mater Heat Treat, 2012, 33(2): 100 (薛松, 周杰, 张艳伟, 等. H13 钢退火态中的碳化物分析. 材料热处理学报, 2012, 33(2): 100) [14] Li J, Li J, Wang L L, et al. Study on carbide in forged and an鄄 nealed H13 hot work die steel. High Temp Mater Processes, 2015, 34(6): 593 [15] Pei Y K, Ma D S, Liu B S, et al. Effect of forging ratio on mi鄄 crostructure and mechanical property of H13 steel. 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