合金钢及其热处理工艺.docx

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合金钢及其热处理工艺

合金钢及热处理工艺

第一篇结构钢

各类结构钢的含碳量及热处理方法

钢的类型

C/%

热处理

主要性质

调质钢

0.25~0.50

淬火+高温回火

δb=800~1200MN/m2

渗碳钢

0.10~0.25

渗碳+淬火+低温回火

HRC58~62（表面）

弹簧钢

0.50~0.75

淬火+中温回火

δb=1000~1800MN/m2

δs/δb=0.8~0.9

轴承钢

0.90~1.20

淬火+低温回火

HRC61以上

第一节调质钢

调质钢分低淬透性调质钢中淬透性调质钢高淬透性调质钢

　一、低淬透性调质钢油淬临界直径最大为30~40mm，合金元素种类少，总含量不大于2.5%，常用的有铬钢、锰钢、铬硅钢和含硼钢。

如30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、42Mn2V、40MnB等

（一）40Cr过热倾向不大，淬火性较好，回火稳定性较高，经调质后能获得较高的综合机械性能。

因此它是应用最广的调质钢之一。

40Cr有两种加工路线；1）硬度较高（HB341~451）锻造-正火（退火）-加工-调质

2）硬度较低（HB255~285）锻造-调质-加工

调质前是否进行正火或退火，关键在于锻造的掌握上，掌握得好，可以从略。

淬火温度水淬830~850℃；油淬850~870℃。

40Cr也可以制造经表面硬化处理的零件，如气体碳氮共渗，感应加热。

（二）45Mn2能促进钢的晶粒长大，显著提高钢的淬透性，45Mn2有较敏感的回火脆性，高温回火后要快冷（水或油中冷却）。

淬火温度810~840℃，油淬。

（三）硅锰钢硅全部溶入铁素体，固溶强化效果显著，但含量过多（＞2%）将会较多地降低塑性和韧性。

硅能提高淬透性，单一不明显，与锰或铬复合加入，效果显著。

但与锰或铬共存，回火脆性敏感。

此外，含硅的钢易产生脱碳现象。

常用的有35SiMn和42SiMn，它们既没有锰钢那样容易过热，也没有硅钢那样容易脱碳，但高温回火后必须快冷。

（四）　含硼调质钢硼突出的作用是提高淬透性，并且加入量很少（0.0005~0.001%）时就效果显著,当有效硼在0.001%以下时,淬透性随含硼量增加增加,当超过0.001%,淬透性保持不变,超过0.003%,冲击韧性下降,即”硼脆”超过0.007%引起热脆性,增加热加工困难.含硼量一般都控制在0.0005~0.0035%,可代替1.6%Ni、0.3%Cr、0.2%Mo、0.2~0.7%Mn的作用.微量硼对钢的过热倾向与回火脆性倾向略有增大的作用,而对回火稳定性则无影响.在淬火冷却时，硼有促进未淬透部分出现针状铁素体的作用，使钢的韧性降低，

40MnB锻造后，为改善组织，提高切削性，进行预先热处理，通常采用正火，而不是退火，以防止硼相析出造成硼脆。

正火的温度在850~900℃，空冷。

40MnB的淬透性和调质后的机械性能与40Cr相当，切削性良好。

二、中淬透性调质钢

这类钢油淬直径约40~60mm，通常是含有两种以上合金元素的合金钢，如铬镍钢、　铬锰钢、铬钼钢、铬锰硅钢等。

（一）铬镍钢

1．镍在钢中的作用其一在提高强度的同时，不降低塑性和韧性，甚至还有提高；其二，降低脆性转变温度，获得良好的低温韧性。

镍单独加入钢中，对提高淬透性作用不大，与铬同时加入却显著增加钢的淬透性，并获得良好的综合机械性能。

2．40CrNi钢铬的含量虽然不及40Cr钢多，但由于铬、镍的共同作用，其淬透性远较40Cr高，40CrNi钢过热敏感性较小，回火稳定性较高。

第二类回火脆性较严重，在450~550℃回火时，必须快冷。

预先热处理多用完全退火，加热温度一般取820~850℃之间，经保温后炉冷至600℃出炉空冷。

预先热处理也可采用正火加高温回火，正火温度870~900℃，回火温度在600~700℃之间，回火后油冷。

（二）铬锰硅钢

特点：

铬锰钢机械性能接近铬镍钢，但过热倾向较大，低温冲击韧性也较差，故应用不多。

在铬锰钢基础上加入1%左右的硅，构成了铬锰硅钢，硅的加入提高了强度而不降低韧性。

因此铬锰硅钢的最大优点是在高强度下，具有足够的韧性。

此外，还具有良好的焊接性，缺点是回火脆性很敏感，各向异性和脱碳倾向也较明显。

常用的有30CrMnSi

30CrMnSi是一种高强度的调质钢，常用作重要零件或焊接构件，如高压鼓风机叶片、　阀板等。

（三）铬钼钢

铬钢中加入微量的钼可以消除钢的回火脆性，并能防过热，进一步提高淬透性。

铬和钼同时加入使钢调质后能获得较高的强度和冲击韧性。

此外，钼还具有较好的抗回火能力和抗蠕变能力，提高钢的耐热性。

因此，铬钼钢是一种具有良好的常温和高温综合机械性能。

常用的35CrMo，调质后综合机械性能良好，淬透性较高，高温下有一定的强度，长期工作温度可达500℃，因此常用来制造承受冲击、震动、弯曲、高负荷、大截面的重要零件，或强度要求高的、长期在高温（<500℃）下工作的零件。

也可用作较高强度的焊接件，此外，也用作渗氮零件。

三、高淬透性调质钢

油淬临界直径大于60~100mm，属于多元合金钢主要有铬镍钼钢、硅锰钼钒硼钢、铬锰钼硼钢和硅锰钼钨钒钢，以及含镍更高的铬镍钢等。

（一）　铬镍钼钢

在中碳铬镍钢中添加钼，可抑制回火脆性，减少过热倾向，并进一步提高淬透性和回火稳定性，减少过热倾向，并进一步提高淬透性和回火稳定性，使钢在调质后能获得很高的强度和韧性，所以铬镍钢是一种性能优良的钢种。

常用的是40CrNiMo，它淬透性高，强度高，室温及低温韧性都良好，可用于制造强度高、截面较大或在很低温度下工作要求高韧性的重要零部件，如轮机轴、连杆等。

一般情况对回火脆性不敏感，但对大截面零件，高温回火后还要在水中或油中冷却，否则冲击韧性将会降低。

（二）不含铬镍的高淬透性调质钢

由于铬镍比较稀缺面贵，所以研究出一些代替40CrNiMo的新钢种主要有：

30SiMn2MoV、37SiMn2MoWV等，利用硅、锰、钼、钨等元素的适当配合，获得高淬透性、高强度和高的韧性。

钢中的钒，主要是为了细化晶粒，钼、钨、钒还可增加高温回火稳定性，从而提高强度。

此外，钼、钨皆减少回火脆性倾向。

四、含铝渗氮专用钢

渗氮用钢是专门用来制造高硬度、特别耐磨的、需经氮化处理的机器零件的钢。

普通碳钢是不能作为渗氮用钢，只有那些含有一定的合金元素，能够在渗氮过程中形成稳定性很高的氮化物，且有较高淬透性和回火稳定性的合金钢才能够作为渗氮用钢。

目前应用最广的和最成熟的只有38CrMoAlA一种。

铝与氮有较强的亲和力，能形成稳定的和高硬度的并且具有高红硬性的氮化物，从而获得高耐磨性的表面。

铬在钢中主要是增大钢的淬透性，提高强度，改善钢件心部的性能。

至于钼的作用，主要是防止长期渗氮过　程中引起的回火脆性，并提高钢的淬透性。

铝在钢中有升高临界点、减缓奥氏体形成和均匀化过程（含铝的铁素体稳定性较高）的作用，因此，38CrMoAlA淬火的加热温度要高（一般在900℃以上），保温时间也要长（约为一般使金结构钢的1.5倍）。

此外，铝及钼在钢中均增大脱碳倾向，加热时要多加注意。

38CrMoAlA淬透性并不高，油淬时，其临界直径只有30mm。

第二节渗碳钢

一、化学成分特点

含碳量含碳量的高低，主要是根据渗碳件心部的强度和韧性的要求来确定的，这适应零件在使用条件下可能受到较大冲击载荷的情况，一般都控制在0.1~0.2%的范围内。

合金元素加入合金元素的目的，在于增大淬透性，细化晶粒，改善渗碳性能

1．增大淬透性如铬、镍、锰、钼等

2．奥氏体晶粒渗碳温度高达900~950℃，时间长达10h以上，因此有心要加入一些能减少奥氏体晶粒长大倾向的元素来细化晶粒。

这些元素多属于强的或较强的碳化物形成元素，如钛、钒、钨、钼等。

2．获得良好的渗碳性能（包括表面碳量适当，过度层平缓，渗碳速度快等到）

常用渗碳钢

一、低淬透性渗碳钢合金元素总含量在2%以下，淬透性和强度都较低，常用的有铬钢和锰钢，

（一）铬钢20Cr应用较广，铬的加入，主要是提高淬透性，溶于铁素体中的铬又能强化铁素体，可提高心部的强度，淬火时可用油作冷却剂，减少变形，铬和碳的亲和力较强，在渗碳时，能强烈地促进表面渗碳，使碳浓度增大。

但使渗碳层容易形成网状碳化物。

故20Cr渗碳时，最好选择较缓和的渗碳剂和较低的渗碳温度（900~920℃）。

铬虽可减少钢的过热倾向，但在900~950℃长时间渗碳，心部晶粒仍有明显长大，故20Cr钢不宜直接淬火。

20Cr钢淬透性不大，油淬在16mm以下才能淬透。

加入0.1~0.2%的钒，成为20CrV钢，钒可使钢在渗碳时晶粒不易长大，获得细晶粒，从而提高心部的强度、韧性和表面的耐磨性，并可在渗碳后直接淬火。

（二）锰钢像铬一样，锰能强烈地提高淬透性和强化铁素体，因此，出现了以锰代铬的渗碳锰钢，常用的是20Mn2。

从淬透性来看，20Mn2比20Cr钢还好。

从渗碳速度和对渗碳层碳的浓度梯度的影响来看，也没有不利影响，并且还可使渗碳层不易出现反常组织。

但容易过热，因此，应用较低的渗碳温度，常用900~930℃，为了细化晶粒，渗碳可重新加热淬火，或进行两次淬火。

为了细化晶粒，在锰钢中加入少量的钒（0.07~0.12%），形成锰钒钢。

如20MnV，渗碳后可直接淬火，强度、韧性、塑性比20Mn2　好，但淬透性较差。

二、中淬透性渗碳钢

合金元素总含量约在2~5%，淬透性和强度较高（抗拉强度在1000~1200MN/m2）常用的有铬锰钢、铬锰钛钢、铬锰钼钢、铬镍钢等。

（一）铬锰钛钢铬与锰是强烈提高淬透性和强化铁素体的元素，但铬锰系钢过热倾向较大，渗碳时，晶粒会显著长大。

在铬锰钢的基础上加入少量（0.06~00.12%）的钛元素,形成铬锰钛钢,渗碳后,可直接淬火。

如20CrMnTi，由于铬锰的复合作用，渗碳速度较快，渗碳后渗碳层表面含碳量适中，过渡层均匀，浓度梯度平缓。

20CrMnTi是本质细晶粒钢，过热倾向小，渗碳后，经预冷可直接淬火。

（二）含硼渗碳钢是在渗碳锰钢的基础上，加入硼和钛或钒而发展起来的，如；20Mn2TiB、20MnVB、及20SiMnVB等，是为了代替20CrMnTi钢以节约铬的消耗。

硼对渗碳性能的影响很小，它在渗碳钢中的主要作用仍然是增大淬透性，

三、高淬透性渗碳钢

合金元素总含量大于5%在低温回火状态下，具有很高的强韧性，抗拉强度高于1300MN/m2，有12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA和20CrMoVB。

12Cr2Ni4A钢含铬镍量较高，属于半马氏体钢，具有很高的淬透性、强度及韧性，常用来制造尺寸较大的重要渗碳零件，此钢有明显的回火脆性倾向（在200~400℃）和形成白点倾向，予以注意。

　18Cr2Ni4WA由于有较多的铬、镍、钨元素，它们的复合作用抑制了过冷奥氏体向珠光体转变，使此类钢在任何截面情况下，空冷都可获得马氏体或贝氏体或两者的混合组织，属于马氏体类钢，具有很高的淬透性。

综合机械性能也很好，特别是低温冲击韧性相当高，故是一种高级的渗碳钢。

由于其中有镍的存在，渗碳后，表层很少出现粗大碳化物，碳浓度分布平缓，不但硬度和耐磨性很高，而且抗疲劳性能也很好。

但是，由于合金元素含量较多，渗碳后Ms降至80℃，Mf处于零度以下，淬火后，产生大量残余奥氏体。

为了减少渗碳层中的残余奥氏体量，可采取两种措施：

其一，在渗碳淬火之后，接着进行冰冷处理（-70~-80℃，60min），最后再进行低温回火。

其二，是渗碳空冷后，在650~680℃进行高温回火4~8h（有时进行多次），为的是使渗碳层中的高碳高合金度的马氏体和残余奥氏体发生分解，再进行淬火和低温回火。

18Cr2Ni4WA也可在调质状态下使用，具有高的综合机械性能。

18Cr2Ni4WA钢的切削性极差，一般是在高温回火状态下进行。

第三节弹簧钢

一、弹簧钢的化学成分特点

碳的含量碳是保证钢获得高强度的基本元素，合金钢碳含量：

0.50~0.75%；碳钢碳含量：

0.60~0.90%，含碳量过低会使强度下降，过高会使塑性下降，不利于加工成型，　也因缺口敏感性增大而降低安全可靠性。

合金元素的加入主要是提高钢的弹性极限、提高淬透性并获得良好的工艺性能。

经常加入的元素有：

锰、硅、铬、钒、钨等。

其中锰、硅是强化铁素体元素，能提高弹簧钢的屈服强度。

锰和硅、铬都能提高钢的淬透性，以保证大截面弹簧有良好的机械性能。

铬、钼、钨除能提高钢的淬透性外还能提高钢的回火稳定性。

钨、钼也能提高钢的屈服强度。

钒、铌能细化晶粒，从而提高钢的强度和韧性，对疲劳极限也有良好的作用。

此外，对磷、硫等杂质含量也作了规定。

二、常用弹簧钢

（一）碳素弹簧钢主要牌号是65钢，经热处理后可以得到较高的强度和适当的韧性，但淬透性低，变形后也难以校正，所以只适合于制造较小尺寸的弹簧。

（二）锰弹簧钢主要是65Mn钢，钢中加入0.8~1.2%锰使淬透性有所提高，脱碳倾向减少，但有过热倾向。

锰弹簧钢，价格便宜，资源丰富，可制作截面尺寸为8~15mm左右的小型弹簧。

（三）硅锰系弹簧钢最典型的是55Si2Mn，硅、锰的加入，使铁素体显著强化。

硅加入能提高弹性极限，疲劳极限也有所提高，性能优于锰弹簧钢。

随着含硅量的提高，淬透性也提高。

硅量的增加也使钢的回火稳定性有所提高。

硅的缺点是使钢有脱碳倾向，　为了克服这些缺点，可加入锰。

因此硅锰弹簧钢得到广泛应用。

（四）铬系弹簧钢最典型的是50CrVA，加入1%的铬，能提高淬透性，回火稳定性，钒能形成稳定的VC化合物，阻碍奥氏体晶粒长大，从而细化晶粒，从而提高强度和韧性。

50CrVA钢不但有一但有好的淬透性、高的强度、并有高的回火稳定性，在500~550℃回火后，仍有高的强度极限和屈服极限。

因此，此钢可作大截面的受拉力较高的螺旋弹簧，以及工作温度低于300℃的气阀弹簧、喷油嘴弹簧等。

在钢中加入钨、铬、钒能大大提高回火稳定性，30W4Cr2VA就是一种高强度耐热弹簧钢，可在≤500℃条件下使用。

55SiMoVNb钢是结合我国资源面发展的一种优质弹簧钢，它是在硅锰系基础上加入微量钼、钒、铌、硼等元素，从而使钢具有高的强度，较高的屈服强度，脱碳倾向小，疲劳寿命高，淬透性好等优点，可制造各种螺旋弹簧和扭杆弹簧。

弹簧钢的热处理主要有两种：

一种是淬火、回火；另一种是，只作低温消除应力处理。

第四节滚动轴承钢

滚动轴承钢主要用于制造内外套圈及滚动体，而保持架多用08和10号钢等其它金属材料制造。

为了满足轴承高硬度、高耐磨性和高疲劳性能，轴承在使用状态下的金相　组织，最好是在高碳隐晶马氏体基体上均匀地分布着细小分散的碳化物颗粒，为保证轴承尺寸的稳定性，显微组织中的残余奥氏体数量应尽量减少。

一、滚动轴承钢的化学成分特点

1．高碳当含碳量超过0.70~0.80%时,淬火后的硬度才能达到最高值，同时才能获得一定量的耐磨的碳化物，但含碳量过多，会增加钢的脆性。

2．以铬为基本的合金元素一方面铬可以提高钢的淬透性；另一方面铬的碳化物（合金渗碳体）非常细小、均匀，对钢的耐磨性，尤其是接触疲劳强度十分有利。

此外，铬还能提高钢的淬硬性。

但含铬量超过1.65%以后，淬火后残余奥氏体量增多，反而会使硬度和尺寸稳定性降低，所以一般控制含铬量在1.65%以下。

3．加入硅、锰等可进一步提高淬透性，适于制造大型轴承。

但硅会增加钢中夹杂和脱碳倾向，锰会促进晶粒长大和增加残余奥氏体量，所以钢中硅、锰含量不宜过多，一般控制在：

硅0.40~0.70%，锰0.90~1.20%之间。

4．纯净度要求很高夹杂物往往是接触疲劳破坏源，轴承钢对夹杂含量要求极严，有害元素硫含量要求≤0.02%,磷含量在求≤0.027%,二者之和不大于0.045%。

二、常用滚动轴承钢

　轴承钢中沿用最久、应用最广的是高碳铬轴承钢，有良好的加工工艺性，能得到稳定的组织和高的硬度，有良好的耐磨性和接触疲劳抗力，能比较满意的防锈性能，合适的弹性和韧性，价格也较低。

其中以GCr15钢用量最大，GCr15SiMn次之，GCr6与GCr9用量较少。

高碳铬钢还可以用来制造块规等高级量具、冷变形模具、机床丝杆以及柴油机油泵上的精密偶件等工件。

Cr4Mo4V钢可制造在300℃以下使用的轴承；W9Cr4V2Mo钢可制造工作温度达600℃的高温轴承；在海水及硝酸等到介质中工作的轴承，可有9Cr18（不锈轴承用钢）来制造。

二、轴承零件的加工路线

套圈：

备料-锻造-球化退火-机械加工-淬火、低温回火-磨削加工至尺寸要求。

　滚珠：

备料（棒料）-冷镦-软磨-淬火、低温回火-硬磨-附合回火-抛光。

第二篇工具钢

凡用来加工材料或度量尺寸的器具统称为工具。

用来制作工具的钢称之为工具钢。

工具钢分为：

刃具钢、模具钢和量具钢三类。

按化学成分来分，分为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢等。

第一节刃具钢

刃具钢分：

碳素刃具钢、低合金刃具钢及高速钢

一、碳素刃具钢及低合金刃具钢化学成分特点和热处理特点

（一）化学成分特点

1．高碳马氏体的硬度取决于含碳量，含碳量大于0.6%时硬度才可能性达到最大值；钢的耐磨性除取决于基体马氏体的硬度外，还与其上是否均匀分布有过剩的碳化物有关。

碳素刃具钢含碳量：

0.65~1.2%；低合金钢含碳量：

0.8~1.4%。

2．合金元素碳素刃具钢淬透性差，易过热，红硬性低，变形大。

在此基础上加入合金元素，形成合金刃具钢。

合金元素的作用：

（1）提高淬透性，如铬、锰、硅。

（2）　细化晶粒，如钨、钒、铬。

（3）形成稳定的碳化物以增加耐磨性，如钨、钒、铬。

（4）使碳化物均匀分布，如硅。

（5）增加回火稳定性，如硅。

（二）热处理特点

碳素刃具钢和低合金刃具钢绝大多数是过共析钢，为了获得马氏体基体及细小均匀分布的碳化物组织，需先进行球化退火，然后进行淬火和低温回火。

二、碳素刃具钢

（一）亚共析碳素刃具钢（如T7、T8）塑性好，韧性较好，适于制造受冲击负荷的刃具（如錾子）和切削软材料的刃具（如木工刃具）。

（二）共析碳素刃具钢（如T8A、T8Mn）易过热，机械性能较低，应用较少，有时用作锯条、冲头。

（三）过共析碳素刃具钢（如T10A、T12A）不完全淬火后钢中有过剩碳化物，耐用磨性较高，可作丝锥、板牙、手锯等。

三、　低合金刃具钢

（一）铬钢铬含量在1.6%以下，主要是增加耐磨性和淬火，对于细化晶粒也有一定的作用；当含铬量大于1.5%时，会增加碳化物和不均匀性，引起机械性能下降，并使切削性能变坏。

常用的有Cr2及Cr06。

（二）铬硅钢常用钢号是9SiCr，硅的作用是强烈地提高回火稳定性，并使碳化物分布均匀。

所以它的淬透性、淬硬性和回火稳定性比铬钢更高。

可作板牙、丝锥、铰刀、钻头、搓丝板等。

但硅会使脱碳倾向严重和退火后硬度偏高，造成可切削性较差。

（三）铬钨锰钢常用钢号是CrWMn，由于铬、锰同时加入，具有较高的淬透性。

铬、钨、锰都是碳化物形成元素，钢中碳化物较多，因而具有较高的硬度（可达HRC64~66）和高的耐磨性，由于钨能细化晶粒，因而钢的韧性较好。

铬、锰都降低Ms点，因此，淬火后残余奥氏体量较多，淬火变形量很小，故有“低变形钢”之称。

但回火稳定性不及9SiCr钢，当回火超过250℃时，硬度就降至HRC60以下，此外，此钢还对形成网状碳化物比较敏感。

常作拉刀、长丝锥等，也可制造冷作模具及量具。

（四）锰钒钢以9Mn2V常见。

锰显著提高淬透性，也有增大晶粒长大的倾向，但有钒的存在，过热敏感性不很大。

此钢适用于制造变形小的刃具，也可制造冷作模具　及量具。

（五）铬钨钢常用是CrW5钢，此钢热处理后可得到很高的硬度和很高的耐磨性。

但淬透性不高，需用水淬火，回火稳定性也不高。

含钨量高，碳化物不均匀，韧性较低，。

一般只制造低切削速度、截面不大、形状简单的刃具，如雕刻刃具等。

四、高速钢

高速钢突出的特点是高的红硬性，在刃具切削加工温度高达500~600℃时，仍能保持高的硬度（HRC60）。

红硬性取决于组织状态，即最终热处理后应是高碳、高合金度的回火马氏体基体，其上分布着细小、均匀、稳定的合金碳化物的组织。

一、高速钢的化学成分特点

（一）高碳控制在0.7~1.5%之间。

可保证形成足够的合金碳化物量和马氏体中有　足够的含碳量，使钢具有高的耐磨性和高的硬度；同时，使淬火后的马氏体中的合金度提高，从而增大二次硬化效果，有利于红硬性的提高。

（二）大量的钨或钼主要目的是造成二次硬化，以保证高的红硬性。

（三）加入钒以提高钢的耐磨性。

（四）加入铬以提高钢的淬透性。

（五）为进一步提高高速钢的硬度和红硬性，可向钢中加入钴、铝等到合金元素。

二、高速钢的种类和常用钢号

（一）钨系高速钢具有很高的红硬性，可在600℃以下工作，缺点是碳化物不均匀性严重，脆性较大，易产生崩刃现象。

如W18Cr4V。

（二）钼系高速钢

（三）钨钼系高速钢兼有钨系和钼系高速钢两者的优点，即较高的红硬性和耐磨性，较小的脱碳倾向与过热敏感性，同时碳化物较细、分布较均匀，热塑性及韧性较高。

其中常用的是W6Mo5Cr4V2，在许多国家已取代W18Cr4V。

第二节模具钢

分为冷作模具钢和热作模具。

一、冷作模具

（一）化学成分特点和热处理特点

（1）高碳多在1.0%以上,有时甚至高达2%。

（2）加入较多的铬、锰、钨、钼、钒等元素，尤其是铬。

（二）热处理特点不完全淬火+低温回火。

模具钢在加工成型前要进行球化退火。

冷作模具钢分：

碳素刃具钢、低合金刃具钢、高碳高铬钢和高碳中铬钢以及高速钢和基体钢。

二、冷作模具用碳钢及低合金钢

冷作模具用碳钢有：

T8、T10A、T12A几种，尤以T10A应用最为遍。

这类钢适于制造工作时受力不大、形状简单、尺寸较小的模具。

低合金钢有：

CrWMn、9Mn2V、9SiCr，此外还有GCr15等。

主要是用于制造在工作时受载较轻，但形状复杂或尺寸较大的模具。

冷作模具用碳钢及低合金钢的热处理是1）球化退火2）淬火与低温回火。

三、Cr12型高碳高铬钢Cr12型钢主要有Cr12和Cr12MoV两种。

1．Cr12型钢的化学成分含有大量的碳和大量的铬，此外还有少量的钼和钒。

碳保证形成足够的碳化物，保证淬火后马氏体的硬度，还有细化晶粒的作用；并提高钢的耐磨性。

铬主要合金元素，与碳形成使金渗碳体及合金碳化物，具有高硬度和高耐磨性。

此外，由于大量铬的存在，大大提高了钢的淬透性和回火稳定性，并可使钢产生二次硬化现象。

　钼增加钢的淬透性和细化晶粒。

钒既能细化晶粒增加韧性，又能形成高硬度的VC，进一步提高钢的耐磨性。

因此，Cr12钢具有很高的耐磨性（比一般低合金工车间工具钢高3~4倍）；高的淬透性和热处理变形小等特点，应用广泛。

2．Cr12型钢的特点

（1）碳和合金元素含量高，导热性差。

锻造和热处理加热时要预热。

冷却速度要缓慢。

（2）碳化物多，铸态碳化物偏析严重，有网状共晶莱氏体存在（故也称莱氏体钢），故在机加工前应进行合理的锻造，以改善碳化物的分布状况。

（3）奥氏体等温转变曲线很靠右，中温转变区奥氏体很稳定。

所以淬透性很高，油冷能淬透300~400mm。

（4）Ms点低，淬火后残余奥氏体量很多。

所以淬火变形小。

（5）二次硬化现象明显。

3．热处理特点

　1）退火（一般是球化退火）。

2）淬火和回火Cr12型钢的回火脆性区在300~370℃之间，应避免在此温度范围内回火。

四、热作模具用钢

热作模具分热锻模和压铸模

一）热锻模用钢要求有良好的综合机械性能，其组织最好为回火屈氏体。

（一）热锻模用钢化学成分特点和热处理特点

（1）中碳过高则