等温转变曲线和连续冷却曲线

　　H13模具钢淬火和回火后的显微组织

　　国内H13(4Cr5MoSiV1)模具钢的等温转变曲线如上图所示(试验钢的化学成分为:WC0.40%，WMn0.40%，WSi1.50%，WCr5.00%，WMo1.35%，WV1.10%)。国内H13模具钢的连续冷却曲线如下图所示(图中Ar为残余奥氏体量)。

　　国内H13模具钢高温奥氏体化后，在800℃左右缓慢冷却，二次碳化物沿晶粒析出。过冷奥氏体在400℃和600℃时极其稳定，因此在此温区可以分阶段淬火，阶段淬火温度应采用下限温度。当加热温度低，冷却速度慢时，淬火组织中也会出现贝氏体。当淬火加热温度超过1070℃时，直径为200mm的工件油淬不会出现贝氏体。

　　国内H13模具钢大部分碳化物为M23C6型碳化铬，少量为MC型碳化物。M23C6碳化物在钢加热到1050 ~ 1070℃时迅速溶解，加热到1100℃时几乎完全溶解。因此，更佳奥氏体化温度应在1020 ~ 1080℃之间。在1070℃加热时，奥氏体晶粒明显长大。

　　淬火加热要预热两次，冷却可以是风冷、油冷或分级冷却。分级冷却的分级温度优选较低，例如350℃至500℃，或500℃至560℃。500℃以上空冷或分级冷却，冷却时容易在过饱和奥氏体中析出碳化物，而模具中心出现较多的贝氏体，高温回火时出现贝氏体脆性。这两种后果都会使模具变脆，在进行模具失效分析时必须检查以上两项。

　　国内H13模具钢回火温度应高于500℃，低于650℃。530℃回火的显微组织为回火马氏体+回火屈氏体，仍保持针状，如下左图所示(1050℃加热后530℃回火的显微组织，油淬两次回火1.5h)。

　　国内H13模具钢630℃回火后的显微组织为回火屈氏体+回火索氏体，针状形貌基本消失，显微组织如上右图所示(1050℃加热，630℃油淬回火，两次回火1.5h后的显微组织)。在500℃回火时，具有二次硬化峰的h13磨料钢回火硬度更高，峰值约为55HRC，但韧性更差。因此，回火工艺和低温化学热处理应避开500℃左右，550℃和650℃回火更合适，回火应分两次进行。

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