高碳高铬钢的热处理工艺

(16mn圆钢)高碳高铬钢的热处理工艺16mn圆钢现货供应是应用量多、面广的高级冷作模具钢，代表性钢号有Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr12W等，其中，以Cr12和Cr12MoV应用最广，Cr12Mo1V1钢综合性能最好。铬能使钢有很高的淬透性，是形成M7C3型碳化物的主要元素，也是促成碳化物不均匀分布的主要元素。加入钼、钒能进一步提高钢的淬透性，细化晶粒和共晶碳化物，改善韧性，提高回火稳定性。Cr12MoV钢中含碳量比Cr12钢中的低，又因加入了钼和钒，因此其碳化物数量、粒度、形态、不均匀程度都比Cr12钢有较大的改善，从而韧性得到明显提高，Cr12M1V1钢中Mo、V含量提高，并含少量Co，强韧性、耐磨性均较Cr12MoV钢高。Cr12MoV钢φ100mm以下或Cr12钢φ50mm以下在空气中即可淬硬。热处理后可获得高的耐磨性、抗压强度和热稳定性。退火：以≤100℃/h的速度加热到850～870℃，在720～750℃等温，炉冷至550℃空冷，硬度为207～255HBW。或以≤100℃/h的速度加热到850～870℃，炉冷至550℃空冷，硬度为207～255HBW。由于含高碳高铬，故含有大量碳化物。预先热处理欠佳时，易形成共晶碳化物偏析，促使淬火发生异常变形或脆化倾向。淬火加热需要进行预热，正常淬火状态下，一般含质量分数为10%～12%的未溶碳化物；含质量分数为15%～20%的残留奥氏体。Cr12MoV钢采用低温淬火（950～1000℃）及低温回火（200℃）可获得高硬度及高韧性，但抗压强度较低；采用高温淬火（1100℃）及高温回火（500～520℃）可获得较高硬度及高抗压强度，但韧性太差；采用中温淬火（1030℃）及中温回火（400℃）可获得最好的强韧性，较高的断裂抗力。Cr12钢采用950～980℃淬火，油冷硬度60～65HRC。16mn圆钢正常淬火温度在1010℃左右可获得最佳硬度，Cr12Mo1V1钢若采用较低的淬火温度（如950～1000℃），在获得较高硬度的同时又可获得较高的韧性。Cr12W的正常淬火温度为980℃。如果淬火后进行冷处理，则获得最高硬度的淬火温度要稍高一些。回火温度均取180～200℃，以保持高硬度（60HRC以上）。这一组钢在高硬度时仍有一定韧性，是由于含有较多残留奥氏体。回火温度升高，硬度下降。如果淬火温度较高（如1100℃），回火曲线上出现二次硬化峰值。304不锈钢管价格试验结果表明，Cr12Mo1V1钢真空加热淬火后的硬度：试样直径≤φ50mm，气淬62HRC，油淬63HRC。试样直径为φ50～φ100mm时，气淬61～62HRC；油淬63HRC。试样直径＞φ100mm，气淬59～60HRC；油淬60～61HRC。Cr12Mo1V1如采用较高的淬火温度（如1050℃）和525℃回火，φ50以下试样所获得的硬度值与试样的尺寸无关。这样处理的优点是残留奥氏体在高温回火时被分解了，模具在随后的工作压力下不会因残留奥氏体转变成马氏体而造成不良后果。由于高温淬火提高了钢的回火抗力，所以也做好冲击韧度要求不高的热作模具。高碳高铬钢在淬火回火后可用渗氮处理进一步强化。渗氮后的表面硬度与钢种和渗氮温度关系较大，非合金工具钢效果较差。一般渗氮温度取500～550℃为家一，以不超过前处理的回火温度为准，渗氮温度超过600℃，则所有钢种的硬度都不高。