材料改性实验

高碳工具钢的热处理工艺

由于高碳工具钢含有大量碳化物，一般预先用锻造、反复镦粗、拔长将碳化物击碎，然后进行等温球化退火，若有网状碳化物存在，则要先正火再球化退火。也可以正火后再高温回火。

高碳工具钢碳化物导热系数低，淬透性低，稍大刀具和模具淬火后内外组织不一致，应力较大，在操作中淬火加热前应预热，既除去水分防止爆炸，又减少升温过快，里外温差大，应力大的缺点。箱式炉加热用阶梯升温，在500~600摄氏度保温30min继续升温可达到同样的效果。

球化退火的工艺参数是温度比Ac1高出20~40摄氏度，大型模锻件应分阶段升温，一般到温后保温2~4h，以充分奥氏体化，并保留一定数量的二次渗碳体，然后以30~50摄氏度/h冷却到680~700摄氏度等温4~8h，使以二次渗碳体为核心的碳化物充分球化。然后炉冷到550摄氏度以下出炉空冷。

正火温度控制在高出Ac3或Ac30~50摄氏度，其奥氏体化时间与退火相同。球化退火周期长，炉气氛控制碳浓度在W（C）=0.8%左右，如果退火后加工余量大则可以不保护。脱碳层可以切除掉，不影响后续的淬火、回火硬度。退火时要防止石墨析出。

高碳工具钢的淬火温度在760~800摄氏度之间，T7钢的化学成分属亚共析钢，常用来做耐冲击的工具，淬火温度取上限。共析钢奥氏体均匀化的时间短，加热温度取中下限好，要防止过热晶粒粗大和淬火后增加刀具脆性。加热时间系数因炉型、装炉量等有关，由于工具要有一定耐磨性，往往加热时不使二次渗碳体全体溶解，保留一部分二次渗碳体既可阻止加热时过热，又可增加耐磨性。

高碳工具钢的淬火介质一般用质量分数为5%~10%的NaCl水溶液，温度低于40摄氏度，形状特别复杂的刀具可用双液淬火，即水淬-油冷。也可在150~200摄氏度进行硝盐分级和等温处理，不管采用什么方法淬火，要保证切削工具的硬度达60HRC以上，碳素工具钢的冷作模具的硬度在

58~62HRC左右。