H13钢淬火工艺的有限元模拟

文/ 韩非，蒋晓梅，赵先锋·内蒙古北方重工业集团公司

韩桐·大庆油田工程建设有限公司

H13钢淬火工艺的有限元模拟

文/ 韩非，蒋晓梅，赵先锋·内蒙古北方重工业集团公司

韩桐·大庆油田工程建设有限公司

H13钢是采用美国AISI-SAE统一编号的钢材，要求有高的热稳定性、高温强度、耐热疲劳性以及耐磨性。相当于我国的4Cr5MoSiV1钢，属于中合金超高强度钢，是高温综合性能较好的热作模具钢，其化学成分见表1。该钢具有较好的强度和硬度，中温时依然能保持较好的强度和硬度的稳定性。正是这种良好的综合性能，H13钢被越来越广泛地应用于制造模锻锤的锻模、热挤压模具与芯棒、精锻机用模具、镶块以及锻造压力机模具、铜及其合金的压铸模等。

这类钢铬含量大约在5%左右，同时加入适量的钼、钒、硅等元素。由于铬含量较高，因而具有较高的淬透性，钼的加入将进一步提高钢的淬透性。此外铬和硅等元素的加入提高了钢的抗氧化性，同时也有利于提高其热疲劳性能。钒的加入可加强钢的二次强化现象，增加热稳定性。如果加热不当易产生热裂纹，温度过高易发生晶粒粗大从而导致脱碳，其锻造温度范围也窄，高温、低温锻造时易产生角部裂口。合金成分较高，导热性差，加热时应缓慢。因此应严格执行加热、预热、保温各个阶段的工艺控制，其中热处理工艺中的淬火是整个热处理工艺的关键阶段，是芯棒锻造之后的首次淬火，淬火工艺的稳定性直接影响钢后续热处理的进行及组织性能，因此研究H13钢淬火阶段的温度变化具有重要的实际意义和指导作用。……