Cr12型钢二次硬化机理

天山雪莲

Cr12MoV钢经1030°C加热淬火，首先180°C回火后-196°C深冷处理并立即在100°C沸水激热处理，可达到不降低冲击值而增加硬度和提高耐磨性的目的。有人将此工艺用于电机定子扇形硅钢片冲裁模，比常规淬火的模具寿命提高1.5~2倍。

炉火纯青

杨工，看了你的帖子我受益非浅。  
   现在碰到个问题向你请教：我公司生产盾勾刀具，它重要部分是中心刀圈，材料是H13，用真空热处理。硬度是55~57，要求冲击功8~10。
   现在我的工艺是：550度和850度2次预热，800度分压，1080度气淬，560度回火3次。金相组织是针状马氏体+少量残余奥氏体+少量碳化物，3~4级。硬度56~57。各项指标可以，可冲击功只有5~6，达不到要求，所以我请教杨工，在不影响各项合格指标的前提下，有什么方法提高冲击功吗？

AC米兰

H13  1080淬火，是不是太高了？再说56－57硬度对于H13也高了点。要这样的硬度，可以换材料啊。

孤鸿踏雪

回炉火纯青（82#楼）：你这个题可能无解！原因是：要求H13硬度55·57HRC，几乎达到了该材料的极限硬度，所以它的冲击值就要大打折扣。
    这里有一个H13（4Cr5MoSiV1）的强韧化工艺供你参考：
    4Cr5MoSiV1的细化处理工艺
     常规热处理  随炉升温（850～870）℃保温后炉冷至500℃出炉空冷+随炉升温（550～600）℃×20min→（800～850）℃×12min→1040℃×6min油冷+600×90min×2次；
     细化热处理  随炉升温（850～870）℃×12min→1150℃×6min油冷+720×90min+随炉升温（800～850）℃×12min→1050℃×6min油冷+600×90min×2次；
常规处理与细化处理的力学性能对比
工艺  σb/Mpa  σs/Mpa  ψ/％ δ/％ αK/Jcm-2  KIC/Mpam1/2  HRC
常规处理  1447     1292    42.6  10.6   23.8      49.7     48
细化处理  1548     1417    54.3  14.9   33.6      76.2     50
    结论  
1.4Cr5MoSiV1采用细化处理，可使奥氏体晶粒和碳化物粒子双细化，且分布均匀，并细化了最终热处理后的晶粒，使钢的强韧性提高；
2.4Cr5MoSiV1细化处理与常规处理相比，剩余碳化物均匀、细小，碳化物伏击情况基本消除；就力学性能而言，硬度基本不变，塑性、强度、冲击韧度明显提高，是生产上可应用和推广的热处理工艺。
     上述工因为采用了较高的回火温度，所以，它的冲击韧度和断裂韧度均比较高，适当降低回火温度，可以使硬度有所提高，但要保证技术要求的冲击值，则硬度肯定达不到技术要求。
     如果你的技术要求不能改变，则H13肯定不能胜任，建议你更换为W6Mo5Cr4V2！

AC米兰

盾构刀具有专用的材料。
5Cr5MoSiV还是5Cr8MoSiV。

炉火纯青

谢谢杨工，把问题分析得很透彻，解了我心中的疙瘩。
   但我是气淬真空炉，可能是无法做到细化处理了，遗憾。
   现在改了材料了，跟AC米兰说的一样5Cr5MoSiV,工艺在前面的基础上改为1050气淬，560度3次回火，硬度为56~58HRC，各项指标也符合要求。

孤鸿踏雪

回炉火纯青（86#帖）：我昨天在家休息，又翻了翻资料，有文献介绍DS钢也许同样可满足楼主产品的要求。
     DS钢由大冶钢厂生产，设计成分为：0.59C，1.15Cr，0.85Ni，0.85Mn，0.65Si，0.45Mo，适量V；
                                   试验用钢成分：0.60C，1.18Cr，0.82Ni，0.87Mn，0.69Si，0.43Mo，适量V。
     DS钢改锻工艺：加热温度/1080~1120°C，始锻温度/1040~1060°C，终锻温度/≥850°C，锻后缓冷；
     DS钢退火工艺：760~780°C×2h，30°C/h速度降温（生产现场大型炉炉冷即可），660~680°C等温4h，炉冷至550°C出炉空冷，硬度220~230HB；
     最佳淬火工艺：870~900°C淬火，盐炉加热：1min/mm，箱式炉延长0.5~1倍油冷淬火，若工件不大，可以空冷淬火。900°C油淬硬度64HRC，300~350°C×2h回火1~2次。
     αk：226.6~223.9J/cm²，KIC：22.66~24.83Mpam²，σ0.2c：2273~2231Mpa，τ0.2b：3275~3113Mpa，σbb：4781~4449Mpa。

森吉米尔

我把帖子中有关Cr12的相关帖子进行汇总，贴一起形成一个doc格式的文档供大家下家
另外建议请版主将后面的有关H13的内容拆分，形成一个新贴进行讨论

zhongjin0422

某些合金钢由于合金元素降低Ms点，故高合金钢淬火组织中往往有较多的残奥，高温回火时碳化物析出，降低了这种残奥中的合金元素和碳的含量，使Ms点升高，从而使贫化了的残奥在回火冷却时转变为马氏体，常称之为二次马氏体，这种马氏体类似于过冷奥氏体淬火形成的马氏体，只是其合金元素含量和碳含量低于过冷奥氏体淬火时直接形成的马氏体。由于形成二次马氏体，使钢件硬度提高，所以常称之为二次淬火硬化机理。
做了多年热处理，也经常使用高温回火进行硬化处理。很少研究机理，今天仔细看看了看，还是很受启发的
1.为了获得二次淬火效应，一定要获得更多的残余奥氏体 ，残余奥氏体的稳定性 又是如何发生的，为什么残奥 多 反倒不易出现2次淬火
2.二次淬火效应一定要高温回火才能出现么，记得我对cr12mov 3--4次200度回火 也曾出现硬度增加2---3度的情况
细一思考，还是很有研究的

xlyylp

我连门都没入，看你们讨论这些真的挺深奥，不过我会抓紧学，以后大家多多关照，我在书上看到说高温回火又叫调质处理，我看模具钢很多都是高温回火，不知这个怎么理解，请赐教

xlyylp

难道这只是针对于某种材料而言吗？

ssll

杨工，您好！
请教您关于Cr12MOV相关的一个问题：1它会不会在淬火时尺寸变小？另外二次硬化会不会让尺寸变大？让尺寸变大又有哪些方法？
谢谢，非常渴望得到您的教导！

qihang04

回复 11# 孤鸿踏雪


    请问杨工，Cr12MoV钢的真空热处理，采用低淬低回工艺，淬火保温时间应该怎样计算。

孤鸿踏雪

回复  孤鸿踏雪


    请问杨工，Cr12MoV钢的真空热处理，采用低淬低回工艺，淬火保温时间应该怎样计算 ...
qihang04 发表于 2010-9-9 10:17

    说来惭愧哦，我没有玩儿过真空炉。

qihang04

回复 94# 孤鸿踏雪


    感谢杨工，以后有其他问题再向您请教。

iamydh

杨工您好，我是做模具表面真空涂层的。目前遇到一些Cr12系冷作模具钢的回火问题，向您请教。
目前的Cr12系的冷作模具钢一般都会只做200度左右的低温回火，而我们做真空涂层的处理温度一般在450度左右，对于做高温回火的SKD11，DC53，SLD等模具钢，我们做真空涂层没有问题，而一般的低温回火的Cr12系列的模具钢如Cr12，Cr12MoV在真空涂层后基材的硬度会下降较多。我略知到Cr12系的钢材有二次硬化的现象，但还有些不明白的地方。
1. 对于Cr12 ，Cr12MoV已做过低淬低回火的模具是否能通过做高温回火保持硬度在58-60HRC？
2. 对于Cr12，Cr12MoV的已做过低淬低回的模具如何才能保证在经过450度，约3-4小时的真空涂层处理，硬度不会下降？
3. 对于Cr12，Cr12MoV的已做过低淬低回，是否能再能再做高淬高回，或先退火再做高淬高回，经过二次的热处理，模具的机械性能会下降吗？尤其是韧性会下降吗？
4. 即然Cr12系的做高淬高回硬度不下降，韧性又好过低淬低回，为什么大家不选用高淬高回呢？高淬高回技术要求高吗？还是有风险？
杨工，请您指教。谢谢。

larvaly

请杨工帮我解决一个疑问：为什么Cr12会有残余奥氏体呢？
Cr是铁素体形成元素，如果Cr12中没有加入大量的Ni和高碳含量，残余奥氏体量应该很小吧。
多谢！

耿建亭

代杨工回96楼，如有不当请杨工指正。
1 Cr12MoV低淬低回，如果淬火温度在1010度以上，保温时间足够，再经过一次高温回火，硬度可达58HRC或 以上。
2  如果淬火温度低于990度，我认为不太容易保证。
3 如果退火重工，机械性能不受太大影响（操作不当例外）。
韧性主要与原材料的碳化物分布/晶粒度/晶界碳化物等有关。说白一点就是 原料/淬火温度/回火温度等是影响韧性的主要因素。
4 高淬与低淬的韧性存在一个交叉区，即在高淬+高回，硬度曲线下降时的确其韧性超出低回，同时也存在其硬度不如低回。一般来说低淬低回可以在得到较高硬度的前提下保证其韧性。
热处理工艺的选择是满足工件的服役条件为首选，
1）低淬低回在淬火上可用中温炉的上限加热，不是每个单位都具有高温炉。
2）低淬低回可存在一定量的残余奥氏体，可满足一部分工件的冲击性能与耐磨性的需要。
3）低淬低回相对来讲能够节约能源。
具休采用高淬或者低淬属于热处理工艺中的个性差别，就如有了肯德基的烤鸡做法照样会有蒸鸡/煮鸡/扒鸡/烧鸡一样。
个人意见，不足为凭

孤鸿踏雪

请杨工帮我解决一个疑问：为什么Cr12会有残余奥氏体呢？
Cr是铁素体形成元素，如果Cr12中没有加入大量的Ni ...
larvaly 发表于 2010-9-19 17:14

    Cr12钢含碳量高达2.0~2.3％含铬（Cr）量高达11.5~13％，在加热奥氏体化过程中，随着加热温度的提高和时间的增加，合金碳化物不断向奥氏体中溶解，是奥氏体中的含碳量和合金元素含量不断增加，当温度升高到某一界限时，奥氏体中的含碳量和合金元素含量急剧增加，使其Ms点大大降低，淬火后就会出现大量的残奥。当残奥数量达60％以上时，钢件几乎是去磁性。

孤鸿踏雪

回复 96# iamydh


      Cr12型钢的中温淬火法
   据介绍，我国的热处理工作者在原有两种淬火方法的基础上，探索出一种中温淬火法，如Cr12MoV经1060℃的中温淬火并深冷处理后，400℃回火仍可使硬度保持在60HRC以上，这种方法既能保证模块的高硬度和强韧性，又能使应力消除比较彻底，因而值得进一步探讨和推广。在实际生产中，为防止模块淬火后直接深冷处理引起开裂，常在淬火后，先进行200℃左右的低温回火，再进行深冷处理，效果较好。深冷处理的温度可达-196℃(液氮)、使残余奥氏体消失迨尽。
   至于Cr12钢的中温淬火的具体温度，我没有见到介绍，也没有这方面的经验和试验数据。