H13 steel is equivalent to 4Cr5MoSiV1, which is a typical hot work.模具鋼. 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

　　按規(guī)定位置從棒材上取低倍試件，腐蝕后的偏析為67。根據(jù)掃描電鏡的樣品大小，從這個低倍標本上切下測試樣品。樣品包括用于對比分析的偏析帶和基體。首先用金相顯微鏡和掃描電鏡觀察偏析形貌和夾雜物特征，然后用掃描電鏡進行元素分析和夾雜物表征，找出偏析原因。

　　二、測試結果

　　⒈偏析的形態(tài)特征

　　腐蝕后的宏觀樣品的宏觀特征如圖1所示。

　　從照片中可以看出，樣品左側有較重的偏析帶，呈明顯的黑色條帶，右側偏析較輕，顏色較淺的為基體。

　　用掃描電鏡在不同放大倍數(shù)下觀察了偏析帶和基體的微觀特征。照片2是掃描電子顯微鏡的二次電子圖像。左邊是隔離區(qū)，右邊是基質(zhì)。從照片2-1來看，隔離帶上網(wǎng)狀的白色區(qū)域幾乎是連在一起的，黑色區(qū)域很少。基質(zhì)上的白色網(wǎng)絡明顯減少，間斷開始的黑色區(qū)域占多數(shù)。低倍試樣上的白色網(wǎng)狀區(qū)域是容易被腐蝕的區(qū)域，因此低倍試樣上的偏析帶呈現(xiàn)較深的顏色。照片2-2是放大倍數(shù)更高的特寫。為了便于描述，二次電子圖像中的白色區(qū)域被稱為區(qū)域A，黑色區(qū)域被稱為區(qū)域B..也就是說，在隔離區(qū)中有更多的區(qū)域A和B， 而矩陣則相反。所以只要測試A區(qū)和B區(qū)的區(qū)別，就可以知道偏析帶和基體的區(qū)別。為此，我們在兩個地區(qū)進行了元素分析。

　　元素分析

　　選擇視場，比如照片3左上角的二次電子圖像，放大130倍左右。照片上的白線是電子束線的掃描位置，包括兩個A區(qū)和兩個B區(qū)。測試條件如照片3右上角所示。樣品移動距離為0.4 mm，元素分析結果如照片3中的六條曲線，分別顯示了白線位置Mn、Si、Mo、C、Cr、V六種元素的變化。由此可見一斑模具鋼h13每噸多少錢？A區(qū)的C、Mo、Cr、V明顯高于B區(qū)，且這些元素在A區(qū)的分布不均勻、不連續(xù)，有不同程度的波動，尤其是C、Mo、V..由此推斷，這些元素大多以粒狀形式存在。半定量粗略估算，B區(qū)C約為A區(qū)的56%，Cr約為84%， v約為68%，Mo約為62%，兩個地區(qū)的Si和Mn沒有區(qū)別。因此，C、Cr、Mo和V元素的富集形成了偏析帶。為了進一步了解這些元素在偏析帶和基體中的存在形式和分布，我們進行了顯微組織觀察和部分定性分析。

　　3.組織觀察和定性分析。

　　Ⅰ.初生相和夾雜物的特征和表征

　　拋光后的金相試樣無腐蝕，觀察到初生相和夾雜物在偏析帶和基體中的分布。發(fā)現(xiàn)樣品的初生相有明顯的邊界，有一定的形狀，如正方形、三角形、條狀等。，在顯微鏡下呈淡黃色。偏析帶中這些相的數(shù)量明顯多于基體中的數(shù)量。試樣中還存在黑色夾雜物，其數(shù)量明顯少于初生相，且分布更加均勻。如照片4所示。另外，通過改變焦距可以隱約看到小顆粒的分布，但不容易區(qū)分偏析帶和基體的區(qū)別。

　　為了確定初生相和斑點狀夾雜物中所含的元素，進行了元素表面掃描:組分相中的黑色初生相為(V，Ti)(C，N)，但在不同的初生相顆粒中，所含元素的含量不盡相同，有的差異較大，有的有明顯的Mo。

　　夾雜物的點狀表面掃描是C、O、Mo、Al、Ti、V六種元素表面掃描的結果，更上面的黑色顆粒是Al、Mg的氧化物，周圍包裹著V、Ti的碳化物(合金中并不是所有的氧化物都被V、Ti的碳化物包圍)。左邊的粒子近似正方形，分別是(V，Ti)(C，N)。

　　ⅱ.組織特征

　　拋光后的金相試樣經(jīng)苦味酸試劑腐蝕后，觀察到的顯微組織為球狀珠光體，如圖5所示，左邊為偏析帶結構，右邊為基體。從照片5-1中可以清楚地看到，在偏析帶中有以滲碳體為主要成分的小顆粒密集區(qū)。為了了解低倍偏析帶中小顆粒密集區(qū)與A、B區(qū)的關系，我們對金相樣品進行了深度蝕刻，并在金相顯微鏡下進行了對比。結果如圖5-2所示。從5-2可以看出，小顆粒密集區(qū)容易被腐蝕發(fā)黑。偏析帶的黑色區(qū)域明顯多于基體。在低倍下，小顆粒的密集區(qū)域也會優(yōu)先腐蝕，如圖5-3所示，與金相似。只有金相學， 宏觀腐蝕條件不同，宏觀腐蝕力遠大于金相。雖然都有優(yōu)先腐蝕，但腐蝕程度不同，特征略有不同，可以說是大同小異。因此，金相試樣中小顆粒的密集區(qū)是低倍試樣上的A區(qū)，非密集區(qū)是B區(qū)。

　　2.硬度測定。

　　從以上分析可以看出，偏析帶是Cr、Fe滲碳體和一次碳氮化物小顆粒集中的地方，所以偏析帶的硬度應該與基體不同。為此，我們對腐蝕后的金相試樣進行了維氏硬度測試，結果表明，在偏析帶測得的五個點的平均值為154，基體的平均值為143。可以看出，偏析帶的維氏硬度高于基體(HV1011)。

　　從上述試驗結果可知，H13合金宏觀試樣的顯微組織為球狀珠光體。珠光體中Cr和Fe的小滲碳體顆粒在合金中分布不均勻，有滲碳體顆粒密集區(qū)和非密集區(qū)。還有一些淡黃的初生碳氮化物(V，Ti，Mo)(C，N)具有一定的形狀，如四方、三角等。，而且這些碳氮化物中的元素含量明顯不同。合金中碳氮化物分布不均勻，與小滲碳體顆粒分布一致，即小滲碳體顆粒密集區(qū)碳氮化物較多。模具鋼H13多少錢一噸？合金中的點狀夾雜物為Al和Mg的氧化物，部分夾雜物被V和Ti的碳氮化物包圍，分布比較均勻。

　　與基體相比，偏析帶的顯微組織明顯不同。偏析帶上滲碳體顆粒密集區(qū)明顯多于基體，一次碳氮化物也多于基體，硬度略高于基體。金相的深度腐蝕試驗表明，小的滲碳體顆粒易受腐蝕而先變黑，低倍也是如此，只是低倍的腐蝕能力大于金相，所以表現(xiàn)出比金相更黑、腐蝕面更大的特點。另外，從低倍偏析帶A區(qū)和B區(qū)元素的分析特征來看，每種元素的峰值都對應相應的顆粒。

　　H13鋼宏觀試樣的顯微組織為球狀珠光體，滲碳體中的主要元素為Cr和Fe，初生碳氮化物為(V，Ti，Mo)(C，N)，點狀夾雜物為al和Mg的氮化物，部分夾雜物被V和Ti的碳化物包圍。

　　H13鋼的宏觀偏析帶是由于合金中C、Cr、V、Mo、Ti等元素的偏析，從而形成滲碳體顆粒，初生相碳氮化物偏析。當宏觀腐蝕發(fā)生時，它們優(yōu)先被腐蝕形成隔離區(qū)。

　　③合金成分確定后，通過選擇合理的冶煉、加工和退火工藝，可以降低偏析程度。

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