【摘 要】
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H13钢作为一种高端热作模具钢,因其具有优良的抗热塑性变形、抗冷热疲劳和抗烧蚀性能,普遍应用于制造热挤压模,热锻模,铝、铜及其合金的压铸模具,但也存在高温下的热强度不足的问题,这也就导致了它使用的局限性。本文对比研究了超细化H13钢和新型H13-1钢的不同热处理工艺处理后的组织性能与热疲劳性能,得到了以下结论:（1）通过对两种实验钢不同淬火温度、不同回火温度后组织以及力学性能的分析,确定的热处理工
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H13钢作为一种高端热作模具钢,因其具有优良的抗热塑性变形、抗冷热疲劳和抗烧蚀性能,普遍应用于制造热挤压模,热锻模,铝、铜及其合金的压铸模具,但也存在高温下的热强度不足的问题,这也就导致了它使用的局限性。本文对比研究了超细化H13钢和新型H13-1钢的不同热处理工艺处理后的组织性能与热疲劳性能,得到了以下结论:（1）通过对两种实验钢不同淬火温度、不同回火温度后组织以及力学性能的分析,确定的热处理工艺为:1040℃×40 min,油淬,600℃×1h,空冷二次回火。经此工艺处理后,H13-1实验钢的晶粒尺寸要小于H13钢,且晶粒形状均匀,其平均晶粒尺寸为80μm。H13、H13-1实验钢室温下的硬度分别为44.3HRC、45.8HRC;抗拉强度以及断后伸长率分别为1631.7MPa、1837.5MPa;4.6%、12%;冲击吸收功分别为8.9J、13.5J;在600℃时的高温抗拉强度分别为:642.1MPa、748MPa。（2）热疲劳实验中,随着上限温度的升高,裂纹萌生周期缩短且扩展速率加快,裂纹一般在V型缺口处优先萌生;相同实验条件下,H13-1的热疲劳性能均优于H13钢。H13实验钢裂纹萌生时间较H13-1实验钢短,其扩展速率主要呈现先快后慢的趋势,而H13-1实验钢裂纹扩展速率较慢,尤其在630℃时循环3500次后,裂纹扩展速率非常缓慢。两种实验钢的裂纹早期扩展均主要以穿晶扩展为主,后期以沿晶扩展为主。（3）相同循环次数后,H13-1实验钢中的碳化物数量和尺寸要明显小于H13实验钢。经过多次循环,实验钢晶界处产生了大尺寸的（Cr,Fe,Mo）7C3型复合碳化物,同时实验钢表面也会形成氧化物Cr2O3,这些碳化物、氧化物会在循环过程中从实验钢表面脱落,形成凹坑,加快裂纹的萌生。在热疲劳裂纹生长的不同阶段,强度和塑性起着不同作用,强度越高,抵抗裂纹萌生的能力越好;韧性越好,抵抗裂纹扩展的能力越好。
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