H13钢是使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种,它的主要特性是:(1)河北40CrNiMo合金结构钢具有高的淬透性和高的韧性;(2)河北40CrNiMo合金结构钢优良的抗热裂能力,在工作场合可予以水冷;(3)具有中等耐磨损能力,还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度,但要略为降低抗热裂能力;(4)因其含碳量较低,回火中二次硬化能力较差;(5)在较高温度下具有抗软化能力,但使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃);(6)热处理的变形小;(7)中等和高的切削加工性;(8)中等抗脱碳能力。更为令人注意的是,它还可用于制作航空工业上的重要构件。
当前,世界各国纷纷将河北40CrNiMo合金结构钢增材制造作为未来产业发展的新增长点,力争抢占未来科技和产业制高点。我国增材制造产业的发展阶段已从研发转向产业化应用,新设备、新技术、新材料、新应用程序不断推陈出新,越来越多的企业将增材制造作为产业升级和技术转型的方向。河北40CrNiMo合金结构钢增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件,相对于传统的材料去除——切削加工技术,是一种“自下而上”的制造方法。关桥院士提出了“广义”和“狭义”增材制造的概念,“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系;而“广义”增材制造则以材料累加为基本特征,以直接制造零件为目标的大范畴技术群。
(1)河北40CrNiMo合金结构钢淬透性与实际锻件的有效淬硬深度的区别。采用同一种钢、不同截面的锻件在同样奥氏体化条件下淬火,其淬透性是相同的,但是其有效淬硬深度却因锻件的形状、尺寸和冷却介质的不同而有差别。淬透性乃是钢本身所固有的特性,对于一种钢,它是确定的,可用于不同钢种之间的比较。而实际工件的有效淬硬深度,它除了取决于钢的淬透性外,还与锻件的形状、尺寸及采用的冷却介质等外界因素有关。(2)河北40CrNiMo合金结构钢钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念,淬硬性是指钢淬火后能达到的最高硬度,它主要取决于马氏体的含碳量。
河北40CrNiMo合金结构钢根据钢种和钢的质量要求,合金结构钢的冶炼,可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉;或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时,应力求温度均匀并有足够的保温时间,以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀;锻、轧后的钢材,尺寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢,在600℃以上时应快速冷却,以免加重带状组织;截面较大的锻件,应采取措施消除内应力和白点。河北40CrNiMo合金结构钢调质钢应尽可能淬火成马氏体组织,然后回火成索氏体组织;渗碳钢在渗碳过程中,渗层浓度梯度不宜过大,以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能,再经最后精加工才能进行氮化。
河北40CrNiMo合金结构钢加热温度过高或高温停顿光阴过长时易惹起过热、过烧。过热使质料的塑性与打击韧性显著低落。过烧时质料的晶界剧烈氧化大概融化,完全落空变形才气。当加热温度漫衍紧张不匀称,阐扬为锻坯表里、正背面、沿长度温差过大,在铸造时惹起不均变形,偏心铸造等缺点,亦称欠热。河北40CrNiMo合金结构钢对策是:l)严酷实行正确的加热规范;2)留意装炉方法,防止部分加热;3)调准测温仪表,经心加热操纵,控制炉温、炉气流动,防止不匀称加热。
河北40CrNiMo合金结构钢钢中气体由炉料、炉气、气氛进人,当冶炼时脱氧不良,沸腾排气不充分,则钢液中气体含量过量,凝集历程中,随温度低落,气体溶解度下降而由钢液中析出,造成里面气泡。当钢锭模壁湿润、锈蚀、涂料中含有水分或挥发性物质,在注人高温钢水时产生气体向钢锭上层分泌,造成皮下气泡。 河北40CrNiMo合金结构钢对策是:1)充分烘烤炉料与浇注系统; 2)冶炼时充分脱气,并接纳护卫浇注工艺; 3)高温分散、锻压焊合孔洞缺点;4)及时烧剥表面裂纹。