镁对H13热作模具钢中二次相和带状结构的影响

《steel research international》：Effects of Magnesium on Secondary Phases and Banded Structures in H13 Hot-Work Die Steel

H13热作模具钢中镁的添加影响次生相形貌、元素偏析及显微硬度。研究显示镁将Al?O?-CaO-SiO?复合夹杂物分解为AlMgO?（尖晶石）和MgO颗粒，细化夹杂物尺寸（<3μm占比增加，>8μm占比消除），优化碳化物分布。显微硬度测试表明镁抑制元素偏析，使基体硬度均匀提升至1200HV0.2，同时改善带状组织沿轧向分布。

　　

摘要

H13热作模具钢是全球使用最广泛的热作工具材料。本研究通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能量色散光谱仪、电子探针显微分析和微维氏硬度测试，系统地研究了镁对H13钢中第二相、元素偏析和硬度的影响。主要研究发现，镁通过将Al₂O₃–CaO–SiO₂复合夹杂物转化为分散的AlMgO₄（尖晶石）和MgO颗粒，从而改变了夹杂物的形态。这种变化显著增加了直径小于3微米的夹杂物数量，几乎消除了直径大于8微米的夹杂物，并减少了连珠状的夹杂物簇。该钢具有沿轧制方向分布的条状微观结构，表现为明暗相间的条纹。元素分布分析表明，在暗色条纹区域内，C、Mo和Cr元素存在明显的偏析，而富含钒的MC型碳化物优先形成于这些区域。添加镁后，暗色条纹变得更加均匀，同时减少了碳化物的数量和尺寸。更重要的是，镁提高了基体的显微硬度及其均匀性。这些改善归因于镁能够减轻元素偏析，从而优化碳化物的分布，最终提升钢材的硬度和使用性能。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。