模具钢淬火加热后得到奥氏体组织经验介绍

塔塔-王米娜

根据我们长期对模具钢淬火工艺的研究发现有些模具钢淬火加热后得到单一的奥氏体组织，而有一些却是奥氏体+碳化物两相组织。本文就之一现象根据我们的经验作分享。

出现这一现象主要是根据模具钢的含碳量来确定的。从铁碳合金相图可知，钢的共析点S的含碳量为0.77%，低于0.77%的钢为亚共析钢，高于0.77%的称为过共析钢。

对亚共析钢而言，淬火加热时，温度需要高于GS线，即高于Ac3线，可得到单一奥氏体组织，淬火后得到马氏体+少量的残余奥氏体。此时的模具会有价高的强度，硬度和耐磨性，能满足使用要求，具有较高的使用寿命。如果温度低于GS线，即低于Ac3线，则淬火加热时得到铁素体+奥氏体组织，淬火时铁素体微变，保留下来，而奥氏体转变为马氏体+残余奥氏体，淬火后得到铁素体+马氏体+残余奥氏体。此时模具强度，硬度低，耐磨性差，不能保证模具正常，模具使用寿命显著降低。

对于过共析钢，淬火加热时，温度不高于ES线，即不高于Accm线，此时组织为奥氏体+碳化物。碳化物的存在，一方面可减少奥氏体中的碳含量，提高马氏体的相变点Ms和Mf，减少残余奥氏体量，降低相变应力，减少变形与开裂倾向，另一方面碳化物存在对奥氏体晶粒长大起到阻止作用，可以细化奥氏体晶粒，改善模具的韧性，淬火后获得隐晶马氏体组织+颗粒状碳化物，使模具获得较高的强度硬度与耐磨性的同时，又获得良好的韧性。如果淬火加热温度超过ES线，即高于Accm线，则组织为单一奥氏体，奥氏体中碳含量很高，马氏体相变点Ms和Mf较低，淬火后组织中出现大量的残余奥氏体组织，造成模具的强度，硬度与耐磨性不足，与此同时相变应力过大再加上高的热应力，易导致模具产生变形，并在有缺陷的地方出现裂纹。

对于合金结构钢而言，由于合金元素可以改变铁碳相图中的相变点，除Co元素外，大多数合金元素都使ES线左移，所以合金钢中虽然碳含量不高，未超过0.77%，但因合金元素的作用，却使钢的实际身份为过共析钢，淬火加热时需按过共析钢的特点来确定淬火加热温度。
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