Angesichts der Probleme bei der herkömmlichen Vergütung von Warmarbeitsstahl vom Typ H13, wie grobkörnige Ausgangsaustenitkörnung, breite Martensitplatten und die Neigung zur Kornvergröberung von Karbiden, wurde der Einfluss der kritischen Abschreckbehandlung mit Kohlenstoffkarbid-Vorabscheidung auf die Mikrostruktur und die thermische Ermüdungsbeständigkeit untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass nach dem Härten bei 1050 ℃ + Vorabscheidung von Karbiden bei 730 ℃ + kritischem Härten bei 930 ℃ die ursprüngliche Austenitkornstruktur des Prüfblechs von 126,9 μm im Zustand nach dem Härten bei 1050 ℃ signifikant auf 36,3 μm verfeinert wurde, während die mittlere Breite der Martensitplättchen von 1,23 μm auf 0,54 μm abnahm. Die während der Vorabscheidungsphase gebildeten feinen, dispers verteilten Karbide lösten sich während der kritischen Austenitisierung nicht vollständig auf, zeigten eine signifikante Hemmwirkung auf die Kornkorngrenzwanderung und förderten die Keimbildung, was eine synergistische Kornfeinung bewirkte. Während des langanhaltenden Anlasses bei 610 und 700 ℃ traten bei beiden Verfahren Karbidauflösung und Grobkornbildung auf, jedoch waren die Karbide im kohlenstoffkarbid-vorabgescheidenen, kritisch gehärteten Probenmaterial kleiner und gleichmäßiger verteilt, was die Vergröberungsrate deutlich verringerte. Während des Anlassens zeigten beide Proben ein zweistufiges Erweichungsverhalten „zuerst schnell, dann langsam“. Im Vergleich zur herkömmlichen Behandlung wies die kritisch gehärtete Probe mit Karbidvorabscheidung bei langandauerndem Anlass bei hohen Temperaturen eine geringere Erweichungsrate und eine deutlich verbesserte Anlaufbeständigkeit auf. Die Ergebnisse der thermischen Ermüdungsprüfung zeigten, dass nach 1.000 Wärmekreisläufen die Anzahl und die durchschnittliche Risslänge in der Probe mit Kohlenstoffkarbid-Vorabscheidung und kritischer Abschreckung deutlich reduziert waren, der Rissausbreitungspfad deutlich verzweigter war und die Rissausbreitungsgeschwindigkeit effektiv hemmt wurde, was eine bessere thermische Ermüdungsbeständigkeit aufweist.

Warmarbeitsstahl;Thermostabilität;Thermische Ermüdung;Kohlenstoffkarbid-Vorabscheidung;H13-Stahl