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對GMH20、PH25、DIEVAR和H13熱作模具鋼進(jìn)行了力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性試驗。結(jié)果表明，經(jīng)過相同的工藝（真空熱處理處理）后，GMH20鋼、PH25鋼和DIEVAR鋼的塑性明顯優(yōu)于H13鋼，硬度也比H13鋼高；綜合來看，GMH20和DIEVAR鋼的力學(xué)性能更佳。此外，隨著在610℃保溫時間的延長，這4種鋼的硬度越來越接近，約為35HRC。
(1)減輕∧形或∨形偏析；
(2)令宏觀組織均勻；
(3)細(xì)化凝固微觀組織的樹枝晶；
(4)減少凝固時凝固界面上的成分過冷；
(5)減少共晶碳化物；
(6)細(xì)化奧氏體結(jié)晶;
(7)提高塑性和韌度；
(8)減小高溫疲勞裂紋擴(kuò)展速度；
(9)減小蠕變裂紋擴(kuò)展速度；
(10)抑制淬火冷卻時的貝氏體轉(zhuǎn)變；
(11)提高抗熱裂性。
提高M(jìn)o的優(yōu)點是：
(1)提高淬透性，抑制晶界碳化物的析出和貝氏體轉(zhuǎn)變；
(2)提高回火抗力；
(3)提高高溫強(qiáng)度和高溫蠕變強(qiáng)度；
(4)提高抗熱裂能力；
(5)提高韌性；
(6)共晶碳化物細(xì)化和碳化物分布均勻。在研究熱作模具鋼的高溫性能時，許多學(xué)者利用熱穩(wěn)定性試驗來表征材料保持組織穩(wěn)定的能力和在高溫下工作時硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能的變化。
DIEVAR鋼、GMH20鋼和PH25鋼就屬于低硅（Si）高鉬（Mo）改進(jìn)型H13鋼，現(xiàn)將3種鋼與H13模具鋼一起進(jìn)行熱處理，采用相同的熱處理工藝，比較4種鋼材的硬度、力學(xué)性能、沖擊韌度和熱穩(wěn)定性。
1、試驗材料及方法
1.1、試驗材料的成分
試驗材料為GMH20鋼、PH25鋼、DIEVAR鋼和H13鋼，4種材料分別加工成拉伸、沖擊和熱穩(wěn)定性硬度試樣，試驗材料的化學(xué)成分如表1所示。
1.2、試驗方法
常溫沖擊采用V型缺口矩形試樣，沖擊試樣為10mm×10mm×55mm，按照GB/T229-2007《金屬夏比缺口沖擊試驗方法測定，沖擊試驗在ZBC230Z-B型沖擊試驗機(jī)上進(jìn)行。拉伸試驗在CMT5305型試驗機(jī)上進(jìn)行，試棒選用10拉伸試棒。用Neophot30型金相顯微鏡觀察顯微組織。用HRS-150型數(shù)顯洛氏硬度計測定硬度。4種材料力學(xué)性能的熱處理工藝為：1020℃直接氣冷淬火，560℃和595℃各回火3h。
熱穩(wěn)定性是熱作模具鋼的主要性能之一，它反映了模具鋼在高溫下工作時抗軟化的能力，關(guān)系到鋼的高溫性能。4種試驗鋼材屬于H13鋼類的熱作模具鋼，主要用作鋁合金壓鑄模材料。鋁合金的熔點一般在600℃左右，如坯料在模具型腔內(nèi)流動，溫度會更高。因此，熱穩(wěn)定性試驗溫度選擇為610℃。本試驗的加熱爐為YFX10/13Q-GC高溫箱式電阻爐，試樣尺寸為15mm×15mm×10mm。試樣采用1020℃先預(yù)冷再氣冷淬火，560℃、590℃兩次回火后，放入高溫箱式爐中，進(jìn)行610℃回火，回火時間分別為2h、4h、6h、8h、10h、15h和20h。測定不同保溫時間后的試樣硬度DIEVAR模具鋼排幾，并繪制曲線。
(1)GMH20鋼、PH25鋼的力學(xué)性能優(yōu)于H13鋼，接近DIEVAR鋼，尤其是GMH20鋼，力學(xué)性能與DIEVAR鋼十分接近。GMH20、PH25和DIEVAR鋼的塑性明顯優(yōu)于H13鋼，這主要是因為3種鋼與H13鋼的化學(xué)成分相比，Si的含量大大降低，而Mo的含量增加，這種成分的變化，可提高鋼的塑性和韌性。Si含量的降低，可以提高鋼的塑性，DIEVAR鋼的Si含量更低，所以其塑性更好。綜合來看，DIEVAR鋼和GMH20鋼的力學(xué)性能更好。
(2)在610℃長時間保溫時，GMH20鋼和PH25鋼熱穩(wěn)定性變化趨勢十分接近，曲線幾乎重合；隨著保溫時間的延長，4種鋼材的硬度趨于相同，約為35HRC。蘇州東锜精密模具材料有限公司是一家集模具鋼材銷售、配套機(jī)加工、熱處理、PVD涂層處理和產(chǎn)品失效分析服務(wù)為一體的公司。以中國制造2025為綱領(lǐng)，堅持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針。立足蘇州，走向全國。
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