关于H13模具钢含碳量的分析

　　H13模具钢在世界上的应用极其普遍,同时各国许多学者对它进行了广泛的研究，因为钢的应用广泛和具有优良的特性,主要由钢的化学成分决定的。下面对H13钢的成分中碳含量加以分析。

　　1.国际碳含量的标准

　　美国AISI标准的H13含碳量都规定为（0.32~0.45）%，是所有H13钢中含碳量范围宽的。我国GB/T1299和YB/T094中4Cr5MoSiV1和SM4Cr5MoSiV1的含碳量为（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分别与SKD61和美国AISIH13相同。

　　2.碳含量的分析

　　钢中含碳量决定淬火钢的基体硬度，按钢中含碳量与淬火钢硬度的关系曲线可以道,H13钢的淬火硬度在55HRC左右。对工具钢而言，钢中的碳一部分进入钢的基体中引起固溶强化。另外一部分碳将和合金元素中的碳化物形成元素结合成合金碳化物。对热作模具钢,这种合金碳化物除少量残留的以外，还要求它在回火过程中在淬火马氏体基体上弥散析出产生两次硬化现象。从而由均匀分布的残留合金碳化合物和回火马氏体的组织来决定热作模具钢的性能。由此可见，钢中的含C量不能太低。

　　含5%Cr的H13钢应具有高的韧度，故其含C量应保持在形成少量合金C化物的水平上。有人指出在870℃的Fe-Cr-C三元相图上,H13钢的位置在奥氏体A和（A+M3C+M7C3）三相区的交界位置处较好。相应的含C量约0.4%。另外重要的是,保持相对较低的含C量是使钢的Ms点取于相对较高的温度水平(H13钢的Ms一般资料介绍为340℃左右)，使该钢在淬冷至室温时获得以马氏体为主加少量残余A和残留均匀分布的合金C化物组织，并经回火后获得均匀的回火马氏体组织。避免使过多残余奥氏体在工作温度下发生转变影响工件的工作性能或变形。

　　众所周知，钢中增加碳含量将提高钢的强度，对热作模具钢而言，会使高温强度、热硬度和耐磨损性提高，但会导致其韧度的降低。通常认为导致钢塑性和韧度降低的含碳量界限为0.4%。为此要求人们在钢合金化设计时遵循下述原则:在保持强度前提下要尽可能降低钢的含碳量,有资料已提出:在钢抗拉强度达1550MPa以上时,含C量在0.3%-0.4%为宜。H13钢的强度Rm，有文献介绍为1503.1MPa(46HRC时)和1937.5MPa(51HRC时)。

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