模具材料的性能對(duì)模具壽命有決定性的影響，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和使用情況，合理選用制模材料是模具工程師的重要任務(wù)之一。模具熱處理及表面強(qiáng)化是模具制造中的關(guān)鍵工藝，是保證模具質(zhì)量和使用壽命的重要環(huán)節(jié)，實(shí)際使用證明，在模具失效中由于熱處理不當(dāng)引起的占很大比例。模具用途廣泛，工作條件差別大，制造模具的材料范圍很廣。目前，沖壓模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模的材料以鋼為主，有些模具還可采用低熔點(diǎn)合金和非金屬材料等。

模具用鋼主要性能要求如下：1、硬度和耐磨性（最重要的模具失效形式，決定模具壽命）2、可加工性能（模具零件形狀復(fù)雜，要求熱處理變形?。?、強(qiáng)度和韌性（足夠的強(qiáng)度承受高壓，沖擊載荷等要求高韌性）4、淬透性、拋光性、耐腐蝕性（塑料及添加劑的腐蝕作用）。模具用鋼按用途可分為三大類：1、冷作模具鋼：制作金屬在冷態(tài)下變形的模具，包括：冷沖模、冷擠壓模、冷鐓模、粉末壓制模。要求高硬度、高耐磨性及足夠強(qiáng)度和韌性。2、熱作模具鋼：制造經(jīng)過(guò)加熱的固態(tài)或液態(tài)金屬在壓力下成型的模具，包括：熱鍛模、壓鑄模。要求高溫下足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性

冷作模具主要用于金屬或非金屬材料的沖裁、拉伸、彎曲等工序。工作零件承受拉壓、彎曲、沖擊、疲勞、摩擦等多種機(jī)械力作用。主要失效形式：斷裂、堆塌、磨損、黏著（咬合）、啃傷、軟化等。冷作模具鋼的主要性能要求：高變形抗力、斷裂抗力、耐磨損、抗疲勞、抗黏著性能常用材料包括：碳素工具鋼，T10A，T12A低合金鋼，9Mn2V、CrWMn、9SiCr、GCr15高合金鋼，Cr12、Cr12MoV合金鋼主要特點(diǎn)：含C量高、含較多合金元素、合金元素降低鋼的馬氏體相變點(diǎn)Ms冷作模具鋼及其熱處理冷作模具鋼熱處理特點(diǎn)：加熱方式(預(yù)熱或階梯

(1)化學(xué)成分檢驗(yàn)一般鍛件毛坯不進(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn)，其化學(xué)成分是以冶煉時(shí)的爐前取樣分析為準(zhǔn)的。但對(duì)重要的或有疑問(wèn)的鍛件，可在鍛件上切下一些切屑，采用化學(xué)分析或光譜分析來(lái)檢查其化學(xué)成分。(2)外觀形狀和尺寸檢查采用目測(cè)、樣板或劃線的方法檢查鍛件的表面缺陷、形狀誤差和尺寸大小，以確定鍛件是否滿足圖樣尺寸的要求。(3)宏觀組織檢查宏觀組織檢查又稱低倍檢查，是用肉眼或不大于10倍的放大鏡，檢查鍛件表面或斷面的宏觀組織，其主要方法有硫印、熱酸浸、冷酸浸和斷口等。(4)顯微組織檢查顯微組織檢查即金相檢查，是在光學(xué)顯微鏡下觀察、辨

這兩個(gè)概念是熱處理中表示鋼材接受淬火能力大小的指標(biāo)，是選材、制定熱處理工藝的重要依據(jù)。(1)淬硬性是鋼材在正常淬火條件下可能得到的最高硬度值的大小，是表示鋼淬火時(shí)獲得硬度高低的能力。決定鋼淬硬性高低的主要因素是鋼的含碳量，而鋼中的合金元素對(duì)淬硬性影響不大。因此，含碳量相當(dāng)?shù)奶妓劁摵秃辖痄摯慊鸷?，它們的硬度值一般相差不多?2)淬透性是指鋼淬火時(shí)可以得到的淬硬層深度的能力，這個(gè)指標(biāo)還與鋼材的尺寸、重量、大小等相關(guān)。嚴(yán)格地講，淬透性是鋼的固有屬性，是由鋼的內(nèi)在因素決定的。鋼的淬透性又稱可淬性，是指鋼淬火時(shí)得到淬硬層深度

淬火熱處理和固溶熱處理兩者性質(zhì)不同、作用不同、適用范圍不同，具體如下：一、性質(zhì)不同1、固溶處理固溶處理因操作過(guò)程與淬火相似，又稱為 “固溶淬火”。是指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。2、淬火是將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。二、作用不同1、固溶處理一般屬預(yù)備熱處理，其作用是為隨后的熱處理準(zhǔn)備最佳條件。2、淬火提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種

淬火前的組織當(dāng)然會(huì)影響淬火的成敗。最正常的前組織應(yīng)該是正?；M織或退火組織，若淬火前組織為過(guò)熱組織、球狀化組織均會(huì)有不同的結(jié)果。過(guò)熱組織易產(chǎn)生淬火裂痕，球狀化組織則可以均勻淬硬而避免淬裂及淬彎，因此工具鋼或高碳鋼在淬火前，可施行球狀化處理已是淬火重要技術(shù)之一。此時(shí)可施以球狀化退火或調(diào)質(zhì)球狀化處理以獲得球狀碳化物。碳化物若以網(wǎng)狀組織存在，則容易由該處發(fā)生淬火裂痕。

沉淀硬化不銹鋼鍛件的基體為奧氏體或馬氏體組織，并能通過(guò)沉淀硬化（又稱時(shí)效硬化）處理得以硬化的不銹鋼鍛件。由于沉淀硬化不銹鋼鍛件兼有奧氏體不銹鋼的耐蝕性和馬氏體不銹鋼的高強(qiáng)度，而沉淀硬化不銹鋼在固溶處理后硬度不高，因此可以進(jìn)行切削加工，然后再通過(guò)時(shí)效來(lái)提高其強(qiáng)度和硬度。由于時(shí)效溫度低，熱處理變形較小，所以在腐蝕介質(zhì)環(huán)境下工作的精密復(fù)雜零件多采用沉淀硬化不銹鋼制造。沉淀硬化不銹鋼鍛件的熱處理工藝一般分為兩步：首先對(duì)鍛件毛坯進(jìn)行固溶處理，即把沉淀硬化不銹鋼鍛件毛坯加熱到固溶溫度，使各種元素溶解于奧氏體中，完成奧氏體化后，

大部分的不銹鋼固溶處理后，若在475℃至500℃之間長(zhǎng)時(shí)間持溫時(shí)，會(huì)產(chǎn)生硬度加大、脆性亦大增的現(xiàn)象，此稱之為475℃脆化，主要原因有多種說(shuō)法，包括相分解、晶界上有含鉻碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等，使得常溫韌性大減，且耐蝕性亦甚差，一般不銹鋼的熱處理應(yīng)避免常時(shí)間持溫在這個(gè)溫度范圍。另外在600℃至700℃之間長(zhǎng)時(shí)間持溫，會(huì)產(chǎn)生s相的析出，此s相是Fe-Cr金屬間化合物，不但質(zhì)地硬且脆，還會(huì)將鋼材內(nèi)部的鉻元素大量耗盡，使不銹鋼的耐蝕性與韌性均降低。

一、淬火后，殘留奧氏體的所扮演的角色淬火后的工件內(nèi)常存在麻田散體與殘留沃斯田體，在常溫放置一段長(zhǎng)久時(shí)間易引起裂痕的發(fā)生，此乃因殘留沃斯田體產(chǎn)生變態(tài)、引起膨脹所導(dǎo)致，此現(xiàn)象尤其再冬天寒冷的氣候下最容易產(chǎn)生。此外，殘留沃斯田體另一個(gè)大缺點(diǎn)為硬度太低，使得工具的切削性劣化?？墒褂蒙罾涮幚泶偈孤樘锷Ⅲw變態(tài)生成，讓殘留沃斯田體即使進(jìn)一步冷卻也無(wú)法再產(chǎn)生變態(tài)；或以外力加工的方式，使不安定的殘留沃斯田體變態(tài)成麻田散體，降低殘留沃斯田體對(duì)鋼材特性之影響。二、淬火處理后硬度不足的原因淬火的目的在使鋼材表面獲得滿意的硬度，若硬度值不理

金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過(guò)程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來(lái)的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過(guò)程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來(lái)的性能，它包括機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的

與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)軸承鋼的氧含量雖然已接近國(guó)外先進(jìn)水平，但夾雜物和碳化物尺寸及分布的均勻性、成分均勻性與國(guó)外相比還有很大的差距，如大尺寸的夾雜物和碳化物較多、基本成分不均勻形成黑白區(qū)等，造成軸承零件質(zhì)量先天不足，嚴(yán)重影響了軸承的壽命、可靠性及一致性。此外，滾動(dòng)接觸面上大尺寸夾雜物的存在還嚴(yán)重降低表面精度，增加軸承的噪聲。為此，軸承行業(yè)應(yīng)與冶金行業(yè)協(xié)商，促使冶金行業(yè)在進(jìn)一步降低氧含量的基礎(chǔ)上，開展?jié)沧⒛碳夹g(shù)、軋制技術(shù)、夾雜物控制及檢測(cè)技術(shù)的研究，如改進(jìn)連鑄時(shí)的電磁攪拌、加大連鑄坯的尺寸、加強(qiáng)高溫?cái)U(kuò)散退火等，以

金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多?！　≌w熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。　　退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后

調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火，得到索氏體的熱處理，其目的是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼二大類，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量控制比較嚴(yán)格。如果含碳量過(guò)高，調(diào)質(zhì)后工件的強(qiáng)度雖高，但韌性不夠，如含碳量過(guò)低，韌性提高而強(qiáng)度不足。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%.調(diào)質(zhì)淬火時(shí)，要求工件整個(gè)截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過(guò)高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。小型工廠不可能每爐搞金相分析，一般只作硬度測(cè)試，這就是說(shuō)，淬火后的硬度必須達(dá)到該

      氣體氮化和離子氮化擁有各自的優(yōu)勢(shì)，不好說(shuō)那種工藝更好，只能說(shuō)應(yīng)用于具體場(chǎng)合時(shí)更適合。      氣體氮化的優(yōu)勢(shì)主要在于裝爐方式簡(jiǎn)單，對(duì)于零件尺寸形狀要求小，可實(shí)現(xiàn)整體滲氮，容易實(shí)現(xiàn)白亮層滲氮，更容易實(shí)現(xiàn)大小件混裝等優(yōu)勢(shì)。離子氮化的優(yōu)勢(shì)主要有淺層滲速快、環(huán)保、無(wú)污染、變形小、節(jié)能。滲氮組織容易控制，可實(shí)現(xiàn)局部滲氮，氣體消耗是氣體滲氮的5%，不使用氨氣，更容易實(shí)現(xiàn)不銹鋼的滲氮等優(yōu)勢(shì)。    白亮層的控制有兩方

1、一分為二：材料不同、設(shè)備不同、工藝參數(shù)不同，熱處理后的組織和質(zhì)量也不同。即使材料牌號(hào)、設(shè)備、工藝參數(shù)都相同，由于化學(xué)成分含量上下限、熱處理溫度上下限、保溫時(shí)間上下限不同，熱處理后的組織和質(zhì)量也會(huì)不同。即使化學(xué)成分含量上下限、熱處理溫度上下限、保溫時(shí)間上下限都相同，由于熱處理前期的冷熱加工的工藝、質(zhì)量、組織等不同，熱處理后的組織和質(zhì)量也同樣會(huì)不同。因此，出現(xiàn)問(wèn)題后要具體問(wèn)題具體分析，即要一分為二。2、兩個(gè)圖：Fe-C相圖、C曲線。Fe-C相圖是跟鋼鐵打交道的必備知識(shí)，C曲線是鋼加熱后冷卻的組織轉(zhuǎn)變圖，這兩個(gè)圖是熱

    金屬材料的力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度與塑性、硬度、沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度。金屬材料力學(xué)性能測(cè)試強(qiáng)度指標(biāo)能更好地幫助我們?cè)跈C(jī)械加工領(lǐng)域更好的選材，更好的滿足對(duì)零部件使用性能的要求。一、強(qiáng)度與強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度就是金屬材料在承受靜載荷作用時(shí)，抵抗其發(fā)生塑性變形或著斷裂的能力。金屬材料強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來(lái)表示，應(yīng)力能準(zhǔn)確的反映出金屬材料內(nèi)部的受力狀態(tài)。單位面積上的內(nèi)力(材料內(nèi)部與外力相對(duì)抗的力)我們稱之為應(yīng)力。金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)通常用屈服強(qiáng)度來(lái)表示。金屬材料出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，發(fā)生塑性變形而載荷不增加時(shí)的

金相檢測(cè)中滲碳層的金相分析，金相檢測(cè)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是研究材料的重要手段，金相分析儀器在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的需求也越來(lái)越多。滲碳淬火金相分析是金相分析的一個(gè)部分。滲碳是將碳元素滲入鋼的表面，使零件表面碳含量增加，隨后通過(guò)淬火使表面得到高的硬度，而芯部硬度較低并且具有良好的韌性的低碳馬氏體組織，有固體滲碳、液體滲碳、氣體滲碳，目前主要使用氣體滲碳。        過(guò)程包含：原材料---預(yù)備熱處理—滲碳—淬火回火     &nb

1、正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點(diǎn)Ac3或Acm以上的適當(dāng)溫度保持一定時(shí)間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝。2、退火：將亞共析鋼工件加熱至Ac3以上30—50度，保溫一段時(shí)間后，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝3、固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝4、時(shí)效：合金經(jīng)固溶熱處理或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫保持時(shí)，其性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。5、固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強(qiáng)化固

真空熱處理具有如下優(yōu)點(diǎn):1、高效率，低能耗，無(wú)污染、勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量高。2、工件在真空加熱中無(wú)氧化、無(wú)脫碳、可脫脂、可除氣(特別是模具內(nèi)部的有害氣體氫等)、表面潔凈光亮，表面性能亦得到明顯改善，可提高耐磨性，疲勞強(qiáng)度等。3、真空加熱中升溫速度可控，模具截面溫差小，由熱應(yīng)力引起的變形小。冷卻較均勻，工件不會(huì)出現(xiàn)軟點(diǎn)，,淬火硬度均勻。