Ca oțel pentru prelucrare la cald, cu rezistență și duritate, AISIH13 este utilizat pe scară largă în matrițe de forjare la cald, matrițe de extrudare la cald și matrițe de turnare sub presiune din aliaj de aluminiu. El însuși trebuie să aibă rezistență și duritate excelente la temperaturi ridicate. Oțelul H13 are o fracție de masă mare de elemente de aliaj, în special elementele care formează carbură de molibden, vanadiu și crom. Segregarea elementelor de aliaj în timpul procesului de solidificare va duce la precipitarea carburilor sau carbonitrurilor de dimensiuni mari. Existența acestor precipitate dure de dimensiuni mari, care este, fără îndoială, dăunătoare rezistenței și tenacității produselor din oțel de matriță. Precipitatele de dimensiuni mari din oțelul H13 includ în principal faze de carbură sau faze de carbonitrură de vanadiu, crom și molibden. Fiecare fază de precipitat de dimensiuni mari va soluționa mai mult sau mai puțin solid alte elemente de aliere. Aceste precipitate de dimensiuni mari sunt în general considerate a fi Se formează în timpul procesului de solidificare a oțelului topit. Cu toate acestea, în cercetările actuale, nu există o analiză detaliată a caracteristicilor comportamentale ale fazelor precipitate de dimensiuni mari și nu există o explicație rezonabilă și consecventă a mecanismului său de precipitare.
Există multe inconveniente în prelevarea de lingouri în timpul procesului propriu-zis de producție. Prelevarea de mostre din cap sau coadă nu este reprezentativă. Prelevarea de probe din mijlocul lingoului va face imposibilă continuarea forjarii părților rămase în materiale, rezultând o risipă de material. În materialele de forjare, prelevarea de probe din materialul laminat nu poate restabili morfologia originală a precipitatelor de dimensiuni mari. Cercetătorii au folosit un cuptor cu inducție în vid pentru a topi lingouri mici de oțel în laborator, conform intervalului de compoziție a oțelului H13 specificat în NADCA207-2003 și au analizat caracteristicile precipitatelor de dimensiuni mici din lingouri. Ei au folosit, de asemenea, software-ul de calcul termodinamic Thermo-calc pentru a analiza caracteristicile precipitatelor de dimensiuni mari în timpul procesului de solidificare. Comportamentul precipitațiilor este calculat pentru a oferi o explicație și o analiză rezonabilă pentru comportamentul precipitațiilor precipitatelor de dimensiuni mari din oțel H13.
Masa lingoului de oțel topit în cuptorul cu inducție în vid de laborator este de 5 kg. Materiile prime din aliaj sunt fier pur, crom metalic, molibden metalic, mangan metalic și siliciu metalic. Vanadiul este feroaliaj de vanadiu FeV51.8. Tăiați lingoul de oțel uniform longitudinal și prelevați probe la 1/2 din înălțime, 1/2 din raza secțiunii transversale și la centru. Probele au fost șlefuite și șlefuite, iar SEM+EDS a fost folosit pentru a observa caracteristicile morfologiei și compoziției precipitatelor de dimensiuni mari. cercetarile arata:
(1) Fazele precipitate de dimensiuni mari în topirea oțelului H13 de laborator includ trei tipuri, faza C bogată în vanadiu (V, Mo, Cr, Fe), faza C bogată în Mo-Cr (V, Mo, Cr, Fe) și sulfură de mangan. Faza C bogată în vanadiu (V, Mo, Cr, Fe) este în cea mai mare parte sub formă de benzi lungi, cu o dimensiune de până la zeci de microni și o fracție de masă scăzută de molibden și crom; faza C bogată în Mo-Cr (V, Mo, Cr, Fe) Forma fazei este neregulată, iar fracția de masă de vanadiu este relativ scăzută.
(2) Precipitatele de dimensiuni mari precipită adesea împreună. Cele trei tipuri de precipitate sunt fie înfășurate din interior spre exterior, fie conectate cap la cap într-o singură direcție. Prin forma de existență a fazelor precipitate de dimensiuni mari, se poate deduce în linii mari ordinea precipitațiilor: precipită mai întâi sulfuri, urmate de faza C bogată în vanadiu (V, Mo, Cr, Fe) și cea bogată în Mo-Cr ( Faza V, Mo, Cr, Fe)C este în final precipitată.
(3) Caracteristicile compoziției și secvența de precipitare a fazelor precipitate în timpul procesului de solidificare calculate de Thermo-calc sunt practic în concordanță cu rezultatele testului. Pe măsură ce procesul de solidificare continuă, faza FCC-A1# bogată în vanadiu precipită mai întâi, iar faza M7C3 bogată în Cr-Fe și faza M6C bogată în Mo-Fe precipită în cele din urmă la sfârșitul solidificării. Conform caracteristicilor compoziției, faza C bogată în Mo-Cr (V, Mo, Cr, Fe) prezentă în lingoul de oțel poate fi o fază dizolvată reciproc sau o fază mixtă a fazei M6C și a fazei M7C3.
