H13钢中富钒初生碳化物的形成及影响因素

孙晓林^1,2，王飞^1,2，毛明涛^2,3，陈希春^1,2，杜广巍³，郭汉杰³

2. 钢铁研究总院高温材料研究所3. 北京科技大学冶金与生态工程学院

摘 要：大尺寸初生碳化物是H13钢冲击性能降低的重要原因,利用光学显微镜、扫描电镜和电子探针等分析碳化物的成分、尺寸分布及形貌。结合热力学和偏析模型分析了H13钢中不同类型的VCx碳化物生成条件以及活度对碳化物生成的影响。结果表明,液相线及以上不能生成VC_x碳化物,枝晶间钒、碳元素的偏析是凝固过程碳化物生成的直接因素。VC_0.88是最容易生成的富钒碳化物,在两相区生成,而V₂C可通过共晶反应生成。碳化物尺寸与元素偏析程度、析出临界固相率及枝晶尺寸等有关。通过调整初始钒、碳元素质量分数及凝固冷却条件可以控制H13中的VC_0.88的生成,当初始元素质量分数满足w（[V]₀）≤0.6%、w（[C]₀）≤0.37%时,钢中富钒碳化物生成受到抑制,对于开发新型无碳化物热作模具钢有指导意义。

关键词：富钒初生碳化物;偏析;元素质量分数;冲击性能;H13模具钢;