热处理工艺对预硬型塑料模具钢组织的影响

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预硬型塑料模具钢包括各种组织：铁素体-珠光体、贝氏体，碳化物由马氏体+残奥聚集（M-A岛）所代替的改型贝氏体或非传统贝氏体。塑料模具钢一般要求硬度在35～42HRC，这个硬度正好在中低碳钢贝氏体硬度范围之内，且由于贝氏体钢在较大界面上性能较均匀，综合性能较好。因此，贝氏体模具钢得到越来越广泛的应用。

在连续冷却尤其是慢冷速下，由于温度范围变化大，显微组织变化情况更为复杂。低冷速下组织的转变对预硬型塑料模具钢等厚规格尺寸钢材具有更实际的意义，但对于冷速≤0.015℃/s的低冷速下贝氏体的转变特征研究较少，淬火处理对连续缓慢冷却条件下贝氏体及珠光体的形成的影响方面的研究更少。因此，科研人员对较高淬透性模具钢多次淬火后的组织变化情况及淬火对奥氏体转变温度及奥氏体晶粒的影响进行了研究。

实验钢采用20kg真空感应炉冶炼，化学成分（质量分数，%）为：0.35C，0.29Si，1.50Mn，0.52Ni，2.07Cr，0.21Mo，余为Fe，随后在1200℃下锻造成截面100mm×100mm的长方形坯料，然后将试样切成Φ6mm×10mm的圆柱形，在高效轧制国家工程研究中心热膨胀仪上进行热模拟，分别在900、920、1000℃奥氏体化10min。为保证各组织转变温度在所需冷却速率范围内，以0.5℃/s冷却至730℃，然后以不同冷却速度冷却至200℃，再以0.5℃/s的冷却速度冷至室温。机械抛光后用4%硝酸酒精溶液侵蚀，为了得到原始奥氏体组织，对不同保温温度下的试样进行蒸馏水饱和苦味酸侵蚀，并对组织进行金相观察和SEM、TEM观察。

结果发现：随淬火次数的增加，奥氏体转变初始温度变化不大，但是终了温度逐渐降低。奥氏体化次数对随后的马氏体转变并没有多大影响，但对随后的贝氏体转变有较大的影响。多次淬火条件下比未淬火时贝氏体转变温度范围缩小，转变初始温度降低，组织内粒状贝氏体减少，而较低的转变起始温度使得转变产生的组织更多的体现为板条状特征。多次淬火未能细化原始奥氏体组织，但晶粒变得更加均匀。