H13鋼與3Cr2W8V鋼的性能比較-熱強性_熱穩定性_拉伸性能_沖擊韌性
所有數據都指出，3Cr2W8V鋼的熱強性和熱穩定性高于H13鋼，適于制作在較高溫度下服役的模具。例如經常在600℃~650℃溫區內服役的壓鑄模。而由H13鋼制作的模具工作溫度最好不超過600℃。兩種模具鋼的回火硬度變化如題圖所示（H13鋼與3Cr2W8V鋼的回火硬度變化曲線圖）。試驗所用的3Cr2W8V鋼經1150℃加熱淬火，H13鋼經1100℃加熱淬火。由曲線可見，在580℃以下回火，H13鋼的硬度比3Cr2W8V鋼高出2~3 HRC。H13鋼的回火二次硬化蜂在500℃~550℃之間，而3Cr2W8V鋼的回火二次硬化峰在550℃~600℃之間。回火溫度超過600℃，H13鋼的硬度急劇下降，雨3Cr2W8V鋼的硬度下降比較緩慢。當回火溫度升到600℃，3Cr2W8V鋼的硬度可高出H13鋼5~7 HRC。由此可見，在600℃以上，3Cr2W8V鋼的熱穩定性高于H13鋼。這主要是因為3Cr2W8V鋼回火時析出以M2C、MC型為主的碳化物；而H13鋼回火時主要析出M7C3型為主的碳化物，析出的M2C和MC型碳化物較少。M7C3型碳化物容易集聚長大，所以H13鋼的熱穩定性不及3Cr2W8V鋼。
3Cr2W8V鋼和H13鋼的拉伸性能隨著回火溫度的變化如下圖所示（圖a為 3Cr2W8V鋼1150℃加熱淬火；圖b為H13鋼1100℃加熱淬火）。兩種鋼的強度指標σb和σs都隨著回火溫度的上升先升后降。H13鋼在500℃~550℃時達到最大值后陡降；3Cr2W8V鋼在600℃左右達到最大值后緩慢下降。低于550℃回火，H13鋼的σb和σs值都高于3Cr2W8V鋼；高于550℃回火，3Cr2W8V鋼的σb和σs高于H13鋼。由此可見，3Cr2W8V鋼在550℃以上有較高的熱強性。此外，在550℃以上回火的H13鋼有較優的塑性。
在韌性方面，3Cr2W8V鋼就望塵莫及了，兩種鋼的沖擊韌度隨著淬火溫度的變化如下圖左所示（圖中：標注“△”的為550℃回火；標注“○”的為600℃回火；“━”為3Cr2W8V；“┅”為H13鋼）。當回火溫度升高時，兩鋼種沖擊韌度的變化如下圖右所示（圖中：標注“△”的為1150℃淬火；標注“○”的為1100℃淬火；“━”為3Cr2W8V；“┅”為H13鋼）。從曲線對比可以看出，在任何情況下，Hl3鋼的沖擊韌度值都高于3Cr2W8V鋼，有時甚至高出一倍以上。斷裂韌度KIC值的對比見下表所列。其變化情況與沖擊韌度的變化趨勢基本相似。
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3Cr2W8V鋼和H13鋼淬火回火后的KIC值對比表
綜上所述，3Cr2W8V鋼有較高的熱強性，但韌性顯得不足，比較適于作壓鑄模的材料；而H13鋼則有較高韌性，有一定的熱強性，可以選作鍛模材料及在600℃以下服役的壓型模材料。由于H13鋼強韌兼備，而耐熱疲勞性能又好，國內目前正在大力開發應用。模具早期脆性開裂是材料冶煉質量不佳和回火工藝選擇不當時出現的共同問題，不只是3Cr2W8V鋼所獨有。對于工作溫度高、承受重負荷、作業條件惡劣的模具，都應避開回火脆性區回火，最好也不在該溫區內服役。H13鋼的耐熱疲勞性能好，因此模具可以采用自來水冷卻，隨時可使模具降溫。至于冶煉質量的提高更是兩類鋼材所面臨的共同問題，需要有關方面重視。國內所用的大型壓鑄模材料還時有采用進口的H13鋼（瑞典一勝百ASSAB 8407、日本日立DAC、日本大同模具鋼DHA1、德國葛利茲模具鋼W.1.2344、瑞典烏德霍姆工具鋼ORVAR SUPREME、美國熔爐斯伯H13等）。東莞弘超實際應用證明，國內H13系列鋼種，首選SWPH13（超細化鋼種，上海寶鋼特殊鋼分公司生產）及DT413（雙細化鋼種，撫順特鋼生產），更多有關H13系列鋼最新產品資訊，敬請關注東莞弘超模具鋼專業網站（www.syfukang.com）。目前電渣重熔技術已推廣到小型鋼廠，但元素偏析、碳化物偏聚問題尚待解決。特別需要指出的是低溫化學熱處理的處理溫度都應避開模具所用鋼材的回火脆性區。一般來說，經過化學熱處理后的模具，脆性增加，耐熔蝕性和耐磨性提高，但抗熱疲勞性能未必能有明顯改善。淬火溫度/℃
1000
1050
1100
1150
回火溫度/℃
550
600
550
600
400
550
600
650
400
550
600
650
KIC/(MPa?m1/2)
3Cr2W8V
-
-
27.5
109.1(KQ)
-
24.4
24.7
-
29.5
24.5
25.3
54.7
H13
32.3
97.0(KQ)
26.9
70.0
57.8
29.4
101(KQ)
103(KQ)
-
-
-
-
資料來源
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