碳化物的不均匀度

1）碳化物是钢的必然组分，除可溶于奥氏体的碳化物外，还会有部分不能溶于奥氏体的残留碳化物。碳化物的尺寸、形状、分布对模具钢的性能有十分重要的影响，且与钢的冶炼方法、钢锭的凝固条件以及热加工变形条件等有关。过共析钢的碳化物可能在晶界形成网状碳化物或是在加工变形中被拉长而形成带状碳化物或二者兼之；莱氏体模具钢中，存在一次碳化物和二次碳化物，在热变形的过程中，网状的共晶碳化物大多可以破碎，碳化物先沿变形方向延伸，产生带状，随着变形程度的增加，碳化物变得均匀、细小，从而提高综合力学性能。

2）碳化物的不均匀性可引起淬火变形、开裂，会降低钢材的使用性能。碳化物偏析严重时，对模具的使用寿命产生极大影响。莱氏体钢的尺寸越大，碳化物的不均匀度越严重，在淬火后，力学性能更差，其中横向性能下降最多，抗弯强度为纵向的1/2。碳化物的不均匀度对重载和带尖齿的模具的寿命影响极大。例如，用Cr12MoV钢制搓丝板，如碳化物的不均匀度为5～6级，使用寿命很短；采用Cr12MoV钢制造M12六角头螺栓切边模，锻后碳化物不均匀度为1级时，模具使用寿命为2万次；碳化物不均匀度为1.5～2级时，模具使用寿命为1.1万次；碳化物不均匀度为3级时，模具使用寿命只有0.1万次。因此，需把改善碳化物不均匀度作为挖掘高碳高合金模具钢材料潜力的重大技术措施。这需要通过提高冶金质量和规范锻造、热处理工艺三方面共同来实现。Cr12钢中碳化物偏析对冲击韧度的影响见表2-2。

表2-2 Cr12钢中碳化物偏析对冲击韧度的影响(https://www.daowen.com)

注：试样尺寸10mm×10mm×55mm，1025℃淬火，250℃回火，硬度58～60HRC。