H13钢是使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种,它的主要特性是:(1)台州40CrNiMo合金结构钢具有高的淬透性和高的韧性;(2)台州40CrNiMo合金结构钢优良的抗热裂能力,在工作场合可予以水冷;(3)具有中等耐磨损能力,还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度,但要略为降低抗热裂能力;(4)因其含碳量较低,回火中二次硬化能力较差;(5)在较高温度下具有抗软化能力,但使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃);(6)热处理的变形小;(7)中等和高的切削加工性;(8)中等抗脱碳能力。更为令人注意的是,它还可用于制作航空工业上的重要构件。
①台州40CrNiMo合金结构钢一般工业用锻件,是指机床制造业、农用机械、农具制造和轴承工业等民用工业。②水轮发电机用锻件,像主轴和中间轴等。③台州40CrNiMo合金结构钢火电站用锻件,像转子、叶轮、护环主轴等。④冶金机械,像冷轧辊、热轧辊和人字齿轮轴等。⑤压力容器用锻件,像筒体、釜圈法兰和封头等。⑥船用锻件,像曲轴、尾轴、舵杆、推力轴和中间轴等。⑦锻压机械设备,像锤头、锤杆、水压机的立柱、缸体、轮轴压装机的支柱和缸体等。⑧模块锻件,主要是热模锻锤用的锻模。⑨汽车工业用锻件,像左、右转向节、前梁、车钩等,据统计在汽车中,锻压件占其质量的80%。
台州40CrNiMo合金结构钢根据钢种和钢的质量要求,合金结构钢的冶炼,可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉;或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时,应力求温度均匀并有足够的保温时间,以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀;锻、轧后的钢材,尺寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢,在600℃以上时应快速冷却,以免加重带状组织;截面较大的锻件,应采取措施消除内应力和白点。台州40CrNiMo合金结构钢调质钢应尽可能淬火成马氏体组织,然后回火成索氏体组织;渗碳钢在渗碳过程中,渗层浓度梯度不宜过大,以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能,再经最后精加工才能进行氮化。
台州40CrNiMo合金结构钢锻造余热正火(退火)是锻件成形后,当温度高于Ar3(对亚共析钢)时,进入正火炉、冷却箱或退火炉内进行正火或控制冷却,得到正火组织。台州40CrNiMo合金结构钢由于锻造加热温度高,采用此方法处理后锻件的晶粒较粗,一般用于预备热处理,不适用对于晶粒度有较高要求的锻件。同时,处理后得到的组织为珠光体+铁素体平衡组织,粗晶粒在后续热处理中不存在组织遗传,晶粒可重新细化。