HTCS-130高熱導(dǎo)率熱沖壓模具鋼材料
產(chǎn)地:西班牙
型號(hào):HTCS-130
HTCS-130化學(xué)成份:
C :0.31
Mn:0.16
Si:0.17
Mo:3.1
W :1.95
Cr:0.08
V :0.02
P :0.005
S :0.002
HTCS-130特性:
為了給自主研發(fā)和生產(chǎn)適用于高強(qiáng)鋼板熱沖壓成型用專用模具材料提供理論基礎(chǔ),研究了一種西班牙材料(HTCS-130)的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能和導(dǎo)熱性能,并與國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)H13鋼進(jìn)行對比.通過金相顯微鏡、掃描電鏡以及能譜分析等方法,研究了熱沖壓模具鋼HTCS-130鋼的微觀組織,利用激光導(dǎo)熱儀LFA457 測定了 HTCS-130 鋼和國產(chǎn)優(yōu)質(zhì) H13 鋼從100 ~700 ℃的熱擴(kuò)散率和比熱容,由測得數(shù)據(jù)計(jì)算出熱導(dǎo)率.結(jié)果表明:淬回火態(tài)的HTCS-130鋼熱穩(wěn)定性明顯能優(yōu)于 H13 鋼,與其W 和Mo 形成的鎢鉬碳化物有關(guān);在100~700 ℃內(nèi) HTCS-130 鋼的熱導(dǎo)率顯著高于 H13 鋼,在熱沖壓模具鋼服役溫度300~500 ℃內(nèi),HTCS-130 鋼的熱導(dǎo)率高達(dá)37 W/ (m·K),比 H13 鋼高出近47%;相同前序工藝的 HTCS-130-1 和 HTCS-130-2,多一次回火的HTCS-130-2試樣具備更高的熱導(dǎo)率.
HTCS-130退火態(tài)顯微組織和性能:
和國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)H13 的退火態(tài)金相,其與一般熱作鋼的退火組織不同,國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)H13 退火態(tài)組織為顆粒碳化物均勻分布在白色基體上.退火態(tài)下,HTCS-130 鋼的布氏硬度為163~171 HB,國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)H13 鋼的布氏硬度為200~213 HB.北美壓鑄協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)為不超過235 HB.由退火態(tài)硬度可知,兩種材料均有良好的加工性能,有利于熱沖壓模具材料加工所需的冷卻水道.
1)退火態(tài)的HTCS-130鋼組織均勻細(xì)小,淬回火態(tài)HTCS-130鋼的沖擊韌性略低于H13 鋼,硬度高于H13 鋼.
2)HTCS-130鋼的熱穩(wěn)定性能遠(yuǎn)優(yōu)于H13鋼.在經(jīng)過620 ℃保溫20 h 后,其硬度高出同樣保溫20 h 的H13 鋼約7 HRC,這與兩者的合金化有關(guān).H13 含富Cr 的M23C6或M7C3等碳化物容易聚集粗化,熱穩(wěn)定性較差,而HTCS-130鋼主要含Mo、W 復(fù)雜特殊碳化物,這些碳化物在620 ℃ 保溫20 h 后長大不明顯,熱穩(wěn)定性能較好.
3)HTCS-130鋼的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)高于H13 鋼,熱擴(kuò)散率是影響熱導(dǎo)率的主要因素.HTCS-130-1 和HTCS-130-2 鋼和H13 鋼的比熱容都隨溫度升高而增大,三者的比熱容和密度都比較接近,但HTCS-130鋼的熱擴(kuò)散率始終高于國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)H13鋼.在熱沖壓模具鋼服役的溫度400 ℃ 左右時(shí),HTCS-130-1 和 HTCS-130-2 鋼的熱擴(kuò)散率大約是國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)H13 鋼的1.5 倍.
4)HTCS-130-1 和HTCS-130-2 鋼的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)高于H13 鋼,HTCS-130鋼的高熱導(dǎo)率源于其合金化成分以及低含量的Si 和Cr.多一次高溫回火的HTCS-130-2 比HTCS-130-1 鋼的熱導(dǎo)率更高.
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