喷射成形H13钢的组织性能研究

摘要

采用喷射成形工艺制备了 H13热作模具钢，通过拉伸试验、冲击试验、硬度试验、金相以及扫描电镜分析，研究了喷射成形 H13钢经不同温度淬火和回火处理的组织与性能的变化，并与传统铸造 H13钢的组织和性能进行对比。分别在600℃、650℃和700℃温度下对喷射成形H13钢循环加热100 h，分析了喷射成形 H13钢氧化膜的物相类型，氧化层形貌，元素分布和质量变化规律；采用电化学测试和浸泡实验研究了喷射成形 H13钢的耐腐蚀性能，分析了材料组织对耐蚀性的影响以及腐蚀机理。
　　研究结果表明：喷射成形 H13钢晶粒细小，消除了元素偏析，热处理后碳化物弥散分布于晶界和马氏体边界，而铸造 H13钢晶粒粗大，存在大量粗大的一次碳化物，恶化了材料性能，热处理后的回复软化导致材料硬度较低。经过100 h保温后，试样表面形成了两层氧化膜，外层氧化膜主要由Fe2O3和Cr2O3组成，组织疏松，有较多孔洞；内层氧化膜是尖晶石结构的 NiCr2O4/NiCrO4化合物，组织致密不易脱落，有效阻碍了 O2和合金元素的扩散。与铸造 H13相比，喷射成形 H13钢具有更好的抗氧化性能。喷射成形 H13钢在1050℃淬火后600℃回火时自腐蚀电位最高，耐腐蚀性能最好；喷射成形 H13钢的点腐蚀由夹杂物引起，点腐蚀产物在夹杂物周围沉积，造成溶液局部 PH下降，加速了腐蚀过程；与铸造 H13钢相比，由于喷射成形 H13钢组织中存在孔洞，晶界、位错密度大，容易成为点蚀的诱发源，回火后在晶界和马氏体边界析出的大量碳化物造成基体贫 Cr，增加了阴阳极的电位差，导致喷射成形 H13钢的耐蚀性与铸造H13钢相比稍差。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 H13热作模具钢研究进展

1.3 喷射成形工艺的研究进展

1.4 本文主要研究内容

第2章 试验材料及试验方法

2.1 喷射成形H13钢的化学成分及物理性能

2.2 喷射成形沉积坯的制备

2.3 试验方法及试样制备

第3章 喷射成形H13钢的热处理组织演变及性能分析

3.1 引言

3.2 喷射成形H13钢热处理后的组织演变

3.3 热处理对喷射成形H13钢机械性能的影响

3.4 本章小结

第4章 喷射成形H13钢的抗氧化性及回火稳定性

4.1 引言

4.2 喷射成形H13钢的抗氧化性

4.3 回火稳定性

4.4 本章小结

第5章 喷射成形H13钢的耐腐蚀行为

5.1 引言

5.2 试验结果及分析

5.3 腐蚀机理

5.4 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果