H13熱作模具鋼是在全世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的熱作模具材料。由于凝固過(guò)程中的合金元素偏析,在H13鋼鑄錠的枝晶間區(qū)域存在大量尺寸達(dá)數(shù)十微米的液析碳化物,其存在不但弱化了合金元素對(duì)基體的強(qiáng)化作用,而且在外力作用下容易在液析碳化物所在位置產(chǎn)生裂紋,嚴(yán)重影響材料的性能。因此,研究液析碳化物的產(chǎn)生原因、影響因素和控制方法對(duì)于改進(jìn)模具材料生產(chǎn)工藝具有重要意義。本課題通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)方法和熱力學(xué)析出理論分析確定了H13鋼中液析碳化物的種類(lèi)和生成時(shí)機(jī),并實(shí)驗(yàn)分析了凝固冷卻速度對(duì)液析碳化物的影響。利用高溫共聚焦顯微鏡和Feature顆粒物自動(dòng)分析系統(tǒng)分析了液析碳化物的高溫分解過(guò)程,研究了合金元素含量變化對(duì)H13鋼中液析碳化物的生成過(guò)程以及對(duì)材料性能的影響。經(jīng)分析,H13鋼鑄錠中的液析碳化物可分為富V的MC型和富Mo的M2C型,其中部分MC型液析碳化物含有Ti和N元素,而富Mo的M2C型液析碳化物有條狀和共晶形貌兩種,且液析碳化物是由于凝固偏析在枝晶間區(qū)域產(chǎn)生的。H13鑄錠的枝晶間合金元素偏析隨著冷卻速度的增加而增加,導(dǎo)致液析碳化物的產(chǎn)生固相率隨著冷卻速度的增加而減小,但富V型液析碳化物的產(chǎn)生固相率不小于0.... 

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【部分圖文】：

圖２－１典型凝固枝晶結(jié)構(gòu)??

面晶發(fā)展為胞狀晶、胞狀樹(shù)枝晶及樹(shù)枝晶。溶質(zhì)濃度Ｃ；、液相內(nèi)的溫度梯度??Ｇ和凝固速度Ｒ是影響“成分過(guò)冷”也是決定合金晶體形貌的主要因素。有??學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出這三因素對(duì)合金晶體形貌的影響規(guī)律，如圖２－２所示。由??圖可以看出，若不變，則隨著Ｇ／ｊ值的減小，晶體形態(tài)由平面晶向樹(shù)枝??晶轉(zhuǎn)變。??－４?－??

式中０—一固相反擴(kuò)散統(tǒng)一參數(shù)。??由偏析模型可以看出，隨著固相體積分?jǐn)?shù)的增加，殘余液相中的溶質(zhì)元??素含量不斷上升。下圖２－３為低合金鋼柱狀晶的等濃度面，使合金熔點(diǎn)升高??的組元富集在分枝中心和枝干上；使合金熔點(diǎn)降低的組元富集在分枝的外層??或分枝間，甚至在分枝間出現(xiàn)不平衡的第二相，其他部位的成分介于兩者之??間。枝晶間是合金元素偏析最嚴(yán)重的區(qū)域，也是非平衡相析出的最敏感位置。??，ｒｆ’ｆ－??ｌｌｉ＾Ｓ??漸面丨丨?斷＿丨丨丨?Ｉ?晰面ＩＶ??ＭＩ?ＶＩ?Ｈ??圖２－３低合金鋼柱狀晶的等濃度面??－６?－??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3422872