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1、Crl2Mo V钢不同热处理条件下的硬度和金相组织分析王丽君1,苗彬2,孟先新1(1.华北水利水电学院,郑州450011;2.河南省机械设计研究院,郑州450002)摘要: 研究了 Cr12MoV 钢在不同温度淬火和回火后的硬度变化 , 并对不同热处理条件下的金相组织进行了分析。关键词:Cr12MoV钢；热处理;硬度;金相组织Cr12MoV钢是广泛用于模具行业的冷作模具钢，具有高淬透性，截面为300400mm2以下者可以完全 淬透。在300400C时仍可保持良好硬度和耐磨性，因此可用来制造断面较大、形状复杂、经受较大冲 击负荷的各种模具和工具。由于该钢中存在大量碳化物， 且偏析严重， 因此不同
2、的热处理工艺对钢的性能 有很大的影响1。本文对Cr12MoV钢在不同热处理条件下的硬度和金相组织进行了分析,为业内人士提 供参考。1 实验条件(1) 试样材料:Cr12MoV钢,碳化物偏析较严重。(2) 试样规格:试棒为100mmX200mm,在试棒的R/2处截取金相试样15mmX 15mmX20mmo(3) 淬火前进行等温退火,85010C保温100120min,740C等温4h。(4) 淬火加热用盐浴炉, 冷却介质为20号机油。(5) 金相组织用XJB-200型在线金相仪。2 试验结果与分析2.1 硬度Cr12MoV钢经不同温度淬火和不同温度回火后的硬度实验数据见表1所示。 根据实验数据绘
3、制其关系曲线如图1所示。狡1 51加IV朝翌诽同禍厦那:氏和年同面肛円光后的硕哑/总S HEC叵AS1S- tLOA如15B3M瑕4tA450?2C550?.：.；：6L065t7Mf二麼三住P二点80050505JO. 5ii. 55050 549-5-8.54+4543.54+414145454439392S3S323迂52.551 5S3. 5S3. 5U懵諭5S1. 550.5SO. 5书49.5鴨4fl-尹4S4747七-5. ijS31対30302;z;S5061Si. 56S 5S&.55f.S51. 55S.5S6. 55(5. 5誘535.5se.s5J.S55.552 S5
4、Ci. 55L543.551.59.550+5托43-L27249EJSi6465. 5S.5W. 559. S:S. 5S7. 559S818. 557.557.557.558爹5+.S55.554 S 方i器4950家3S. S393230301 010Si. 53. S5P. 55.5油5刃.55S. 55S. 558. 5强5S 5S.57.5551. s 卫6霍55. 255.556.550. 5*84S+：403j3030104053X 55?. 5M. 558_5眇55S.55S. 5iSSS. 557_553 557.557. S57.1?56.55T.555.5厂?5656込
5、衬494】期3L1 10054. S55.550. 55-L55050.519. 520-&.55049.55048.5曲57.555.56LfiL50.550.5L1542薯3434L ro42. 5444141.5404-L5罚-1二434242*4+5L 551. 3S3.557 55 55449 550. 546. 5-7.53737 533120056. 5=、易54 554 534.534.5jg-：书413甕341蚪445S.9您9誓 斗5128054i631 5172636.53636.538JS3S.53?13 3454)-1.5匚4955.5M.5550.5从表1和图1可以
6、看出:(1) Crl2MoV钢淬火后的硬度与淬火温度有极大关系，9801040匸淬火获得的最高硬度为6365HRC。(2) Cr12MoV钢的回火稳定性高,9801040 C淬火，200C回火2次，每次2h,硬度为59.5 60.5HRC,250C 回火 1h,硬度为58.559.5HRC。(3) 1100C淬火,520C回火23次，“二次硬化”硬度最高为60.561HRC。(4) 1130C淬火,520C回火3次,硬度仅提高到50HRC,在550C回火12次，硬度提高到58HRC。1200C 淬火,520C回火3次,硬度提高很少，经550C2次回火，硬度提高到59HRC。(5) Cr12Mo
7、V钢经1040C淬火,500C回火后硬度为57.5HRC,520C回火2次，硬度为5657.5HRC,看不 出二次硬化现象。2.2 金相组织Crl2MoV钢热处理状态不同，显微组织变化很大，特别是1150C以上温度淬火的组织比较特殊。Crl2MoV钢不同热处理状态的金相组织图说明如下：(1) 800880C淬火，未回火的试样组织为:马氏体+屈氏体+碳化物。材料碳化物偏析比较严重，奥氏体成分不均匀，稳定性程度不同，硬度由低到高(见图2所示)。图2 800880C淬火金相组织 X400图3 1040C、1070C淬火金相组织X400(2) 950C、980C、1010C淬火，未回火的试样为正常淬火
8、组织:马氏体+碳化物+残留奥氏体。(3) 1040C、1070C淬火，未回火的试样为正常组织:回火马氏体+碳化物+残留奥氏体(见图3所示)。(4) 1100C1160C淬火，未回火的试样为粗针状马氏体+碳化物+残留奥氏体(见图4、图5所示)。图4 1100C1160C淬火金相组织X400图5 1100C1160C淬火金相组织X400(5) 1200C淬火,未回火的试样，组织为很粗的针状马氏体+少量碳化物+大量残留奥氏体(见图6、图7 所示)。(6) 1230C淬火，未回火和低温回火的试样，为针状马氏体+少量碳化物(带状)+大量残留奥氏体，晶 粒很粗大，晶界上有淬火显微裂纹(见图8、图9、图10
9、所示)。(7) 1280C淬火，低温回火的试样，为粗针状马氏体+极少量碳化物+大量残留奥氏体(见图11所示)。图6 1200C淬火金相组织X400图7 1200C淬火金相组织X400图8 1230c淬火金相组织X250图9 1230c淬火金相组织X400图10 1230c淬火金相组织X400图11 1280c淬火金相组织X图12 1310 c淬火金相组织X250(8) 1310C淬火，未回火的试样为严重过烧组织，晶界上有网状共晶莱氏体(见图12所示)。(9) 1160C淬火,520C、550C多次回火后的金相组织与图6、图7相似。1230C淬火，多次回火的 金相组织与图8、图9、图10相似，
10、仅马氏体及析出的弥散碳化物量增多。带状碳化物周围的残留奥氏体， 因合金化程度很高， 十分稳定， 仍未完全转变。3 结束语(1) Cr12MoV钢的热处理工艺，有一次硬化法和二次硬化法2种。研究表明，一次硬化法淬火温度为 10101040C较好，回火温度一般为200C回火两次。二次硬化法淬火温度为11001120C较好，回火为 520C，23次较好。(2) 为了获得热硬性和高耐磨性，对Cr12MoV钢采用二次硬化处理法，因为含有较多合金元素和碳的 残留奥氏体具有高的回火稳定性，只有经过多次回火才能使大部分残留奥氏体转变为马氏体。在提高淬 火温度或回火温度偏低的情况下，要增多回火次数，实验表明，淬火温度提高到1150C以上时，在520C回 火45次可能作用不显著， 也不经济， 不如提高回火温度效果好。(3) 采用冷处理可以减少回火次数。淬火后把工件冷却到-80C左右，能使大部分残留奥氏体转变为 马氏体。冷处理的温度-80C足够，因为温度再低，残留奥氏体转变得非常缓慢，冷处理后还要进行一次 520C回火，以消除内应力和使冷处理后保留下来的大部分残留奥氏体发生转变。
