AISIH13은 강도와 인성을 겸비한 열간 금형강으로 열간 단조 금형, 열간 압출 금형, 알루미늄 합금 다이캐스팅 금형에 널리 사용됩니다. 그 자체로 우수한 고온 강도와 인성이 필요합니다. H13 강철은 합금 원소, 특히 탄화물 형성 원소인 몰리브덴, 바나듐 및 크롬의 질량 분율이 높습니다. 응고 과정에서 합금 원소가 분리되면 큰 크기의 탄화물이나 탄질화물이 석출됩니다. 이러한 대형 경질 석출물의 존재는 의심할 바 없이 금형강 제품의 강도와 인성에 유해합니다. H13 강의 대형 석출물은 주로 바나듐, 크롬 및 몰리브덴의 탄화물 상 또는 탄질화물 상을 포함합니다. 각각의 대형 석출물 상은 다른 합금 원소를 다소 고용하게 됩니다. 이러한 큰 크기의 석출물은 일반적으로 용강의 응고 과정에서 형성되는 것으로 간주됩니다. 그러나 현재 연구에서는 대형 석출상의 거동 특성에 대한 자세한 분석이 없으며 석출 메커니즘에 대한 합리적이고 일관된 설명도 없습니다.
실제 생산과정에서 잉곳을 샘플링하는데 불편함이 많습니다. 머리나 꼬리에서 샘플을 채취하는 것은 대표성이 없습니다. 잉곳의 중간 부분에서 샘플을 채취하면 남은 부품을 재료로 계속 단조할 수 없게 되어 재료가 낭비됩니다. 단조 재료의 경우, 압연 재료에서 샘플링하면 대형 석출물의 원래 형태를 복원할 수 없습니다. 연구진은 실험실에서 진공유도로를 이용해 NADCA207-2003에 규정된 H13강의 조성범위에 따라 작은 강괴를 제련하고, 잉곳 내 작은 크기의 석출물의 특성을 분석했다. 또한 열역학적 계산 소프트웨어인 Thermo-calc를 사용하여 응고 과정에서 대형 침전물의 특성을 분석했습니다. 석출 거동은 H13 강에 존재하는 대형 석출물의 석출 거동에 대한 합리적인 설명 및 분석을 제공하기 위해 계산됩니다.
실험실 진공유도로에서 녹인 강괴의 질량은 5kg이다. 합금 원료는 순철, 금속 크롬, 금속 몰리브덴, 금속 망간 및 금속 실리콘입니다. 바나듐은 FeV51.8 바나듐 철합금입니다. 강철 주괴를 세로 방향으로 균등하게 절단하고 높이의 1/2, 단면 반경의 1/2 및 중앙에서 샘플을 채취합니다. 샘플을 거칠게 분쇄하고 연마하였으며, SEM+EDS를 사용하여 대형 침전물의 형태 및 조성 특성을 관찰하였다. 연구 결과:
(1) 실험실 제련 H13 강철의 대형 석출상에는 바나듐이 풍부한(V, Mo, Cr, Fe) C 상, Mo-Cr이 풍부한(V, Mo, Cr, Fe) C 상 및 세 가지 유형이 포함됩니다. 황화물 망간. 바나듐이 풍부한(V, Mo, Cr, Fe) C 상은 대부분 긴 스트립 모양이며 크기는 최대 수십 미크론이고 몰리브덴과 크롬의 질량 분율은 낮습니다. Mo-Cr이 풍부한(V, Mo, Cr, Fe) C 상 상 형태가 불규칙하고 바나듐 질량 분율이 상대적으로 낮습니다.
(2) 큰 크기의 침전물이 함께 침전되는 경우가 많다. 세 가지 유형의 침전물은 안쪽에서 바깥쪽으로 감싸여 있거나 한 방향으로 끝과 끝이 연결되어 있습니다. 대형 석출상의 존재 형태를 통해 석출 순서를 대략적으로 유추할 수 있습니다. 황화물이 먼저 석출되고 이어서 바나듐이 풍부한(V, Mo, Cr, Fe) C 상, Mo-Cr이 풍부한( V, Mo, Cr, Fe)C 상이 최종적으로 석출된다.
(3) Thermo-calc에 의해 계산된 응고과정 중 석출된 상의 조성특성 및 석출순서는 기본적으로 시험결과와 일치한다. 응고 과정이 진행됨에 따라 바나듐이 풍부한 FCC-A1#상이 먼저 석출되고, 응고가 끝나면 Cr-Fe가 풍부한 M7C3상과 Mo-Fe가 풍부한 M6C상이 최종적으로 석출된다. 상기 강괴에 존재하는 Mo-Cr-rich(V, Mo, Cr, Fe)C상은 조성 특성에 따라 상호 용해된 상일 수도 있고, M6C상과 M7C3상의 혼합상일 수도 있다.
