H13热作模具钢的失效原因分析及热处理工艺

　　故障分析:

　　由于模具制造商的技术要求不合理，H13模具往往会在早期断裂。造成模具早期失效的H13热作模具钢常见的不合理技术要求有:“表面硬度低，心部硬度高；硬度要求过高；高表面硬度、低核心硬度等。

　　化学成分分析表明，H13模具钢大部分批次化学成分符合标准，只有少数批次合金元素不足。在生产实践中，经常发现一些钢厂生产的H13化学成分偏析严重，模具生产厂家没有进行合理的锻造和球化退火，往往导致H13钢在热处理或安装使用过程中断裂。

　　(1)高硬度导致模具早期断裂。

　　(2)模具表层硬度过低，导致模具早期开裂失效。

　　(3)模具表面硬度高，基体硬度低，导致早期开裂失效。

　　热处理:

　　H13钢的临界点:Ac1为853℃；Ac3为912℃；质谱是310℃

　　锻造:先缓慢加热至750℃，然后快速加热至1120-1150℃，以减少氧化和脱碳；初锻温度1080-1120℃，初锻温度≥850℃。锻造后及时缓慢冷却退火。此外，要求锻造比大于4。

　　退火:H13退火的TTT曲线位于淬火的TTT曲线左侧，过冷奥氏体的稳定性降低，有利于退火和软化处理。等温退火:加热至800℃，保温2小时，冷却至750℃，等温2-4小时，随炉冷却至500℃，出炉空冷，硬度192-229HBS，锻后立即球化退火。

　　以及淬火回火:淬火前两次预热，1040±10℃淬火，540±10℃回火，获得硬度HRC 46-50的回火马氏体碳化物组织，可满足热作模具钢的性能要求。

　　通过改进H13钢的冶炼方法和合理的锻造工艺，保证了对模具材料的要求，合适的热处理工艺保证了H13钢具有良好的综合力学性能，正确的操作方法更有利于延长其使用寿命。冶炼、锻造、热处理、使用等重要环节的结合，可以有效提高H13钢在压铸模具中的使用寿命。