H13热锻模硬度不均匀

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shenfuhai 发表于 2013-1-26 20:15

                               
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晶界上的那些白条状及晶内的粗白条组织就是贝氏体。

若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。一般不穿晶，只在一个晶粒内。 上贝氏体的渗碳体是以片状分布在界面，很大程度上降低了材料的塑性和韧性。

以上资料是网上搜索的，H13属于高合金钢，看不清针状羽毛;是否可以判断上面沿晶贝氏体和晶内贝氏体为上贝氏体？

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我的模具小,一般在10公斤左右,一般是磨损失效,很少有开裂的,所以我们做的硬度高.

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    今天将小试样在小型电阻炉上用590-610度（因为电炉温控比较差，上下升降比较大）回火3.5小时，结果试样硬度只有41HRC了。试样腐蚀时间也缩短至30秒，（因为原来试样腐蚀要200秒左右），能判断为回火不充分吗？

以下为回火后的组织
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从回火后的金相组织上看，应该为上贝氏体组织吧？

shenfuhai

李工客气了。互相探讨，共同学习。

西渡高速钢

“3个这样的模具，一个使用12000个磨损失效，一个8000个磨损失效，还有一个3000个就变形，磨损失效了。
检测硬度，高寿命的模具比较均匀51HRC。
低寿命的检测硬度不均匀，一头在49HRC，一头只有43HRC，43RHC的占大部分模具，”.......
我有几点疑问：
1、低寿命的硬度检测结果是使用后还是使用前的？
2、43HRC的硬度一头磨损量是否确定比49HRC一头磨损量大？
3、43HRC和49HRC的硬度在模具型腔的哪一头？
4、可确定硬度检测符合规范，即值得别人肯定吗？

“今天将小试样在小型电阻炉上用590-610度（因为电炉温控比较差，上下升降比较大）回火3.5小时，结果试样硬度只有41HRC了。试样腐蚀时间也缩短至30秒，（因为原来试样腐蚀要200秒左右），能判断为回火不充分吗？”
这里也有几点疑问：
1、“小试样”取自哪个模具的哪个部位？
2、“小试样”原来硬度值是多少？
3、从腐蚀时间缩短，似乎可说明回火不充分，可惜，你实际回火温度肯定高出正常的回火温度了，使硬度值下降很多，又变得证据不足。你可否重新取样，重新测定试样硬度值，再试验回火，确保硬度值不要衰减，若稍有上升的话倒是可以的，再结合腐蚀时间的长短，可以确定模具热处理回火是否充分的证据。

当然，上面都是仅仅针对热处理效果对该模具耐磨损的影响，其实，若可以，还应多多收集使用情况，综合考虑的。

shenfuhai

就楼上图片而言，那些晶粒内部拿细细的白针，个人认为是下贝；

在h13料中上贝也会经常出现，但是形态不如中、低碳钢的形态更逼近羽毛状；并且形态随钢材成分偏析程度而变化。

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shenfuhai 发表于 2013-2-5 22:25

                               
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如果能够排除回火温度偏高的影响，仅仅回火3.5小时后，样品就很容易腐蚀，那么个人认为是明显回火不足。能 ...

    今天将小试样在小型电阻炉用570-590度回火2小时，炉温降至500度出炉水冷，检测硬度比原来硬度降0.5-1HRC，然后做金相，腐蚀25秒，在显微镜下白针比较明显，应该为上贝氏体组织。
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感谢shenfuhai师傅的精心指导！

wyj_8407

请楼主提供淬火工艺/,淬火工件摆放位置/淬火设备/回火工艺/回火设备/验收模具时的硬度情况/模具服役的条件。
如果没有这些资料,则所有分析都是纸上谈兵,无任何意义.
我在一家锻压厂做过热处理，现场出了问题，都是往热处理一推了事，我怎么解释都没用。最后我把老板拉到现场去看，老板当场就火了，下令整改后，模具寿命提高了许多。

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西渡高速钢 发表于 2013-2-5 09:08

                               
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很高兴看到你的详细回复，现谈一点我个人看法及意见，供参考：
1、该模具的早期磨损一定是在型腔尺寸上 ...

1、该模具的早期磨损一定是在型腔尺寸上产生变化，故一开始研究这个磨损时，就应该细细测量一下，或者用产品样扣入型腔，观察磨损量主要表现在何处；并配合照片记录，为后续分析和讨论保留依据
2、确定磨损量最大处后，先肉眼仔细观察磨损型腔表面的状态，或用放大镜，或用体式显微镜观察，表面有无异常——磨损表面常常表现如微小剥落坑、接触疲劳形成的凹坑等；同样无论有无，都应该拍下照片，真实记录；
3、切割取样，做相关检查（主要是金相检查、硬度检查、成分检测等），——试样可分别在磨损量最大处，边缘，或者其他部位，进行金相组织和硬度值同时比对。更可以利用公认寿命正常的模具上对应部位取样比对；
4、做好以上材料方面相关的基础检测，利用数据分析；
5、同时，也必须时刻关注模具的实际使用环节信息收集；
6、最终，综合分析导致模具磨损失效的主、次原因。

以上问题取样比较难，因为我不是生产厂家，不能了解具体情况，只是听客户单方面描述的使用情况及使用寿命。
因为我是模具钢供应商，客户采购了2家供应商的材料，进行了寿命对比，对方的模具做出来使用寿命比较稳定，我的很不稳定，至于模具使用情况，应该是平等的，相同的使用环境下进行对比。

另：楼上有朋友认为，本案模具的金相组织中出现贝氏体组织，是值得推敲的一件事。
     H13钢属于中低碳高合金的耐热钢，用作热作模具使用，最终热处理前要求锻造比充分，并经球化退火，做好充分的预备组织。在奥氏体化加热过程，因合金元素多，材料导热性较差，加热需要缓慢加热，避免加热使产生裂纹；高温及保温时间的控制在不过热的前提下，需要合金元素充分固溶；因淬透性高，淬火后，获得的组织是马氏体+残余奥氏体（一般30%以上），所以,第一次回火要及时，使马氏体析出弥散颗粒的碳化物，成回火马氏体组织，同时消除淬火组织应力，使残余奥氏体能继续组织转变成马氏体（尤其是第一次回火空冷至室温过程），之后，需再回火，如此多次，直至残余奥氏体全部转变成回火马氏体，并使原本固溶的合金元素形成大量弥散分布的碳化物，使材料获得一定的耐热性能。
     但H13材料中出现贝氏体组织，目前，至少我是第一次听说。本案中，部分色泽较白的区域的组织，我个人认为，有可能是奥氏体化过程中，合金元素原子和碳原子的相互扩散不够充分，虽然已经形成奥氏体，但成分偏析依然多少存在。使最终金相面上呈现色泽深浅不一的形态。
     是否如此，还望论坛的朋友多多探讨此事。
呵呵~~~~~~H13钢热处理冷速过缓，会形成贝氏体组织的，有文献参考 H13钢的马氏体／贝氏体组织与性能(1).pdf (185.44 KB, 下载次数: 198)

2013-2-5 21:59 上传

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非常感谢西渡高速钢回复了这么多，这个问题分析起来比较难，原因来自多方面，还是不断的试验，使用才能出结果。

shenfuhai

台州大发模料li 发表于 2013-2-3 21:50

                               
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今天将小试样在小型电阻炉上用590-610度（因为电炉温控比较差，上下升降比较大）回火3.5小时，结果试样 ...

如果能够排除回火温度偏高的影响，仅仅回火3.5小时后，样品就很容易腐蚀，那么个人认为是明显回火不足。能知道，热处理厂最后一次的回火温度是多少吗？你补充回火，最好采用热处理最后一次的回火温度，我认为你的补充回火温度有点高。

从再次回火的金相图片看，组织形态已经比原来清晰很多，白色针状的，是贝氏体；那些近似板条或块状，或者已经模糊化的块或条为回火马，或称作索氏体。在这个硬度状态的回马和索氏体在金相形态上很难区分开。以上仅为个人理解，供参考。

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西渡高速钢 发表于 2013-2-4 10:33

                               
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“3个这样的模具，一个使用12000个磨损失效，一个8000个磨损失效，还有一个3000个就变形，磨损失效了。
检 ...

1、低寿命的硬度检测结果是使用后还是使用前的？
答：使用后的。
2、43HRC的硬度一头磨损量是否确定比49HRC一头磨损量大？
答：磨损量差不多吧。
3、43HRC和49HRC的硬度在模具型腔的哪一头？
答：不是在模具型腔处测的，当然型腔处与1000多度的工件接触，已出现回火软化，硬度大概在34HRC。
4、可确定硬度检测符合规范，即值得别人肯定吗？
答，用台式洛氏硬度计测的，应该没用问题。

1、“小试样”取自哪个模具的哪个部位？
答： 模具顶端缺口处。
2、“小试样”原来硬度值是多少？
答：经抛光后测硬度49HRC。
3、从腐蚀时间缩短，似乎可说明回火不充分，可惜，你实际回火温度肯定高出正常的回火温度了，使硬度值下降很多，又变得证据不足。你可否重新取样，重新测定试样硬度值，再试验回火，确保硬度值不要衰减，若稍有上升的话倒是可以的，再结合腐蚀时间的长短，可以确定模具热处理回火是否充分的证据。
答：嗯，可能是电炉跑温了，但也改变不了金相中的贝氏体组织吧。今天把整块模具送热处理厂回火了，要等明年才能拿回，再等结果吧。

我是认为组织中应该为上贝氏体，这种组织机械使用性能没有马氏体组织好。回火不充分可能导致碳化物析出不充分，对模具磨损不利。

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wyj_8407 发表于 2013-2-4 11:42

                               
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请楼主提供淬火工艺/,淬火工件摆放位置/淬火设备/回火工艺/回火设备/验收模具时的硬度情况/模具服役的条件。 ...

热处理因为是外面加工的，没办法提供，现在只是想看金相查热处理问题。
模具是在160吨摩擦压力机上使用的，使用前经过预热，应该没用问题，冷却是用石墨水喷洒。

西渡高速钢

台州大发模料li 发表于 2013-2-4 21:02

                               
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1、低寿命的硬度检测结果是使用后还是使用前的？
答：使用后的。
2、43HRC的硬度一头磨损量是否确定比 ...

很高兴看到你的详细回复，现谈一点我个人看法及意见，供参考：
1、该模具的早期磨损一定是在型腔尺寸上产生变化，故一开始研究这个磨损时，就应该细细测量一下，或者用产品样扣入型腔，观察磨损量主要表现在何处；并配合照片记录，为后续分析和讨论保留依据
2、确定磨损量最大处后，先肉眼仔细观察磨损型腔表面的状态，或用放大镜，或用体式显微镜观察，表面有无异常——磨损表面常常表现如微小剥落坑、接触疲劳形成的凹坑等；同样无论有无，都应该拍下照片，真实记录；
3、切割取样，做相关检查（主要是金相检查、硬度检查、成分检测等），——试样可分别在磨损量最大处，边缘，或者其他部位，进行金相组织和硬度值同时比对。更可以利用公认寿命正常的模具上对应部位取样比对；
4、做好以上材料方面相关的基础检测，利用数据分析；
5、同时，也必须时刻关注模具的实际使用环节信息收集；
6、最终，综合分析导致模具磨损失效的主、次原因。

    当事人会有承担责任之虑，往往在分析过程，有意无意地偏向一方做检测分析，这在失效分析过程是首先要避免的。无论是何方的当事人，在参与分析中，需跳出界外来思考，倡导为事件找出主要原因的指导思想很重要。
    楼主在上述分析过程中，只看材料热处理组织是否正常，无可厚非，只是，若只分析热处理组织，来获得模具磨损失效的看法，是经不起外人的评判，更不会得到他人的认可。
    也许，这次模具早期磨损的分析工作最终会不了了之，但后续，肯定会有类似的早期磨损，望楼主好好把握机会，获得有价值，能使人心服口服的分析结论。

另：楼上有朋友认为，本案模具的金相组织中出现贝氏体组织，是值得推敲的一件事。
    H13钢属于中低碳高合金的耐热钢，用作热作模具使用，最终热处理前要求锻造比充分，并经球化退火，做好充分的预备组织。在奥氏体化加热过程，因合金元素多，材料导热性较差，加热需要缓慢加热，避免加热使产生裂纹；高温及保温时间的控制在不过热的前提下，需要合金元素充分固溶；因淬透性高，淬火后，获得的组织是马氏体+残余奥氏体（一般30%以上），所以,第一次回火要及时，使马氏体析出弥散颗粒的碳化物，成回火马氏体组织，同时消除淬火组织应力，使残余奥氏体能继续组织转变成马氏体（尤其是第一次回火空冷至室温过程），之后，需再回火，如此多次，直至残余奥氏体全部转变成回火马氏体，并使原本固溶的合金元素形成大量弥散分布的碳化物，使材料获得一定的耐热性能。
    但H13材料中出现贝氏体组织，目前，至少我是第一次听说。本案中，部分色泽较白的区域的组织，我个人认为，有可能是奥氏体化过程中，合金元素原子和碳原子的相互扩散不够充分，虽然已经形成奥氏体，但成分偏析依然多少存在。使最终金相面上呈现色泽深浅不一的形态。
    是否如此，还望论坛的朋友多多探讨此事。

wyj_8407

楼主条件不充分，很难判断。
以我的经验，很有可能是锻压过程中，工件停在模具上的时间太长（这种种情况我见过多次）。

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wyj_8407 发表于 2013-1-24 11:45

                               
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楼主条件不充分，很难判断。
以我的经验，很有可能是锻压过程中，工件停在模具上的时间太长（这种种情况我 ...

工件停留时间太长，也就型腔局部降温吧。热锻模型腔一般都回火了的，检测了高寿命的那块模具型腔硬度34HRC，模块边缘是51HRC，现在问题是这块短寿命的模具测量边缘和背面，还是偏低不均匀。我要求热处理厂是48到52HRC的。
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guan416732950

台州大发模料li 发表于 2013-1-24 11:57

                               
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工件停留时间太长，也就型腔局部降温吧。热锻模型腔一般都回火了的，检测了高寿命的那块模具型腔硬度34HR ...

这应该是热处理的问题，加热不充分

wyj_8407

模具使用前测过硬度吗？
H13是很容易淬硬，除非堆在一起般淬火，一般情况下硬度是均匀的。
这么小的模具，硬度差这么大，应该与加热不均匀无关，楼主可考虑做个金相，检查一下是否脱碳？

台州大发模料li

至于脱碳，应该没问题，淬火后磨掉2mm,这个硬度也是在模具磨床磨了的表面打的，应该没问题吧？


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shenfuhai

李工，在400倍的图片上，你看到贝氏体了吗？那些沿晶界的。

台州大发模料li

还真没发现，是上贝吗？可能我腐蚀轻了
再发几张金相图片。

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