碳素工具鋼預備熱處理的工藝流程
碳素工具鋼的預備熱處理包括正火、球化退火和調質球化處理。
過共析成分的碳素工具鋼鍛后空冷毛坯的組織一般為珠光體+碳化物。珠光體一般呈粗片狀，碳化物呈網狀或斷續網狀。T12A鋼的鍛后空冷組織，因停鍛溫度較高，晶粒粗大；又由于冷卻速度較慢，促使白色的二次碳化物呈肥厚的網狀大晶界析出，還有部分二次碳化物呈魏氏組織形態分布。這種不良的鍛后組織，必須在球化退火之前用正火方法予以消除。T12鋼的正火溫度通常用810~840℃。對于嚴重的肥厚碳化物網，甚至要進行高、低溫兩次正火才能徹底消除。
碳素工具鋼采用等溫球化退火，加熱溫度760~780℃，保溫2~4h，然后冷卻(快冷或隨爐冷)到680~700℃，等溫4~6h，再爐冷到550℃左右出爐空冷。
球化質量可按GB/T 1298-1986《碳素工具鋼技術條件》中第一級別圖評定。試樣采用縱向或橫向切面，侵略者蝕劑采用體積分數為4%的硝酸酒精溶液或苦味酸酒精溶液，后一種侵蝕劑效果最佳。試樣在放大500倍的顯微鏡下檢查。標準圖中把球狀珠光體分成6個級別，3級球化最好，4~6級有程度不等的粗片狀和粗球狀碳化物，1~2級有少量細片狀珠光體。T7、T8鋼不易獲得理想的球化組織，允許有一定數量的片狀碳化物，過共析鋼球化退火后，一般或多或少都存在粗粒狀碳化物。T12鋼的球化組織，碳化物球均勻、細小、圓整，球化等級相當于3級。T10鋼模具毛坯的退火組織，組織中有片狀碳化物和半網狀碳化物，球化等級相當于5級。從模具淬火及回火后的金相組織可以看出，半網狀碳化物在淬火加熱時未能完全溶入奧氏體，在淬火及回火后仍呈半網狀殘留下來(白色組織)，這種組織會促使模具在工作初期就崩角失效。
推薦小型工模具毛坯采用調質球化處理工藝，可進一步細化碳化物。例如T8鋼，如采用常規退火工藝，常常不易獲得滿意的球化質量。如采用調質球化工藝，先將毛坯在780~800℃加熱淬火，然后在560~580℃高溫回火2h，對于小型工模具毛坯，可獲得索氏體型的點狀球化組織。對于T10負模坯，可先在850~900℃或更高溫度加熱固溶，使碳化物全部溶入奧氏體中，然后油冷淬火或等溫淬火，獲得馬氏體或下貝氏體組織，最后在550~640℃回火，可獲得均勻細致的點狀珠光體組織，同時可以消除所有碳化物偏析和碳化物網。上述兩種細化碳化物的工藝，都必須與低溫淬火工藝配合，從而可以得到晶粒度和碳化物雙細化的效果，使工模具使用壽命成倍提高。
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