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1. 研究目的与意义（文献综述）
我国模具钢工业自上世纪末以来发展迅速，产量保持高速增长 [1]。热作模具钢是模具钢的重要组成部分，但其服役过程中不断承受冷热交变和冲击载荷作用，表面易出现热磨损、高温氧化和热疲劳等而失效[2], 导致模具寿命大大降低。以国产铝合金压铸模具为例，其使用寿命一般在3~10万模次之间,仅为工业发达国家的1/2~1/5 [3]。模具寿命低下，致使企业生产成本高、经济效益低，国家低端模具产能过剩，严重限制我国模具行业的发展[4]。
h13是应用最广泛的模具钢之一，我国牌号为 4cr5mov1si，属于中碳中合金热作模具钢[5]，常用于制造尺寸不大的热锻模、铝及铜合金的压铸模等。目前国内h13常采用传统铸锻方法制造，再进行后续热处理改善组织及性能，材料组织一般为合金碳化物分布于回火马氏体上，存在少量残余奥氏体，硬度和耐磨性较好，但其质量与国外钢材相比仍存在较大差距[6]。绝大部分国产铸模钢因热疲劳开裂而失效，而疲劳裂纹的萌生源基本上是钢中的非金属夹杂物，采用电渣重熔caf2-al2o3-cao渣系可去除大型夹杂物[7]，提高钢材纯净度。由于h13钢中富含cr、mo等合金元素，铸态组织中存在严重的枝晶偏析，并在晶界处聚集大量碳化物[8], 锻轧过程中, 这些碳化物逐步沿热加工变形方向延伸, 形成碳与合金元素贫化带与富集带交替分布的带状组织[9]，大幅降低力学性能、切削加工性能和塑性成形性能，采取合适的热处理工艺能一定程度上改善碳化物尺寸及分布[10][11]，但生产工艺复杂，成本较高，经济效益不够理想。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：采用惰性气体雾化法制备h13钢预合金粉末，将粉末放入石墨模具中，选择合适的真空度、热压压力、烧结温度和烧结时间等参数，进行真空热压，得到固结的块体钢。对其经行淬火和回火处理，获得烧结态、淬火及回火态试样。
材料表征：使用光学显微镜和扫描电子显微镜（sem）观察其显微组织，分析块体钢烧结态、淬火、回火态的组织形态及相组成。测量块体钢烧结态、淬火、回火态的洛氏硬度，以及回火态的三点弯曲强度，比较并分析其力学性能。
3. 研究计划与安排
第1-4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；
第5-6周：按照设计方案，进行进行h13钢粉末的真空热压；
第7周：固结的h13钢的淬火、回火；
第8-10周：固结的h13钢的烧结态、回火态微观组织分析；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]崔崑.国内外模具用钢发展概况[j].金属热处理,2007(01):1-11.
[2]林星豪,陈卫华,吴世勇,吕晨,李浩哲,艾云龙.h13钢压铸模具开裂分析[j].失效分析与预防,2019,14(04):265-268.
[3]李天生.国内外不同h13钢冶金质量及性能对比分析[j].热加工工艺,2016,45(06):66-71.
