高硫易切削H11模具鋼點狀偏析的形成機制

　　為避免模具在強韌化處理過程中發(fā)生變形或出現(xiàn)其他熱處理問題，模具鋼多以預(yù)硬化形式供貨。由于預(yù)硬化塑料模具的型腔復(fù)雜，尺寸精度和表面粗糙度要求高，而且正向大型化、精密化發(fā)展，所以此類模具材料應(yīng)具備優(yōu)異的切削加工性。目前，預(yù)硬化塑料模具鋼的市場需求量較大，為改善其切削性能，研究人員在H11鋼中加入易切削元素，形成硫系易切削預(yù)硬化塑料模具鋼，該鋼不僅保留了H11鋼的高溫?zé)釓娦?，而且切削性能得以改善，具有廣闊的應(yīng)用前景。由于鋼中的硫含量較高時，易形成低倍缺陷，如MnS偏析、中心疏松和點狀偏析等，生產(chǎn)難度很大，這也是生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。鑒于此，研究人員針對實際生產(chǎn)中鍛后探傷檢測存在密集型缺陷的高硫易切削H11鋼，采用鍛件解剖的方法，對鋼中低倍缺陷的形成原因進(jìn)行了分析，為后續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)工藝提供可靠的依據(jù)。

　　試驗鋼為高硫易切削H11鋼，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：C0.41、Cr5.01、Mo1.21、V0.42、Si0.91、Mn0.48、S0.098、P0.012、Fe余量。該鋼的生產(chǎn)流程為：電爐熔煉→LF爐精煉→VD爐精煉→鍛造。鍛造加熱溫度為1180℃，坯料截面尺寸為260mm×820mm，鍛后進(jìn)行880～760℃的等溫球化退火，待溫度低于200℃后出爐。

　　分別在試驗鋼中間部分的心部、1/4處、邊部及點狀偏析最嚴(yán)重的部位加工出金相試樣，拋光后觀察點狀偏析與組織；采用HB3000C型電子布氏硬度計測定試樣的硬度，加載載荷為1838N，保載時間為10s。采用LEICAMEF4M型光學(xué)顯微鏡和日立S-4300型冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察試樣的組織；采用EDAXGenesis6.0型能譜分析儀進(jìn)行微區(qū)成分分析。

　　結(jié)果表明：試驗鋼心部縱向帶狀偏析嚴(yán)重，偏析帶中有較多的與偏析帶方向平行的MnS夾雜物；部分MnS夾雜物內(nèi)部包裹著Al2O3顆粒，有些Al2O3顆粒之間形成了孔隙性缺陷；點狀偏析的形成與帶狀偏析及MnS夾雜物的偏聚有關(guān)，點狀偏析的嚴(yán)重程度隨著帶狀偏析嚴(yán)重程度的增加而增大；MnS夾雜物被熱酸腐蝕后形成宏觀可見的點狀偏析；推薦采用稀土復(fù)合變質(zhì)處理改善鋼中的硫化物形態(tài)，進(jìn)而減少點狀偏析缺陷。