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高速鋼高溫滲碳和低溫淬火技術詳解
930℃滲碳8h后，T1鋼表面碳含量達到2.60%，碳含量高于1.0%的滲碳層深度約為0.75毫米。含大量碳化物形成元素的滲碳高速鋼的化學反應機理不同于普通碳鋼。在吸收和滲透過程中，它不僅以固溶體的形式存在于奧氏體中，而且以碳化物的形式存在，即碳化物在滲透的同時析出。
實際上，大部分滲碳在滲碳溫度下以碳化物的形式析出，碳化物均為粒狀，其類型隨碳含量的增加按MC→M6C→M23C6→M3C的順序變化。
在上面的例子中，2%碳的滲透層已經含有大量的M3C碳化物。隨著鋼中碳含量的增加，固溶碳在一定奧氏體化溫度下也略有增加。在一定范圍內，固溶碳的增加有利于二次硬化，但過多會增加殘余奧氏體量，降低二次硬度。
正如碳飽和影響高速鋼的組織轉變一樣，滲碳層和芯層的淬火、回火和二次硬化特性是不同的。如果在滲碳和淬火之前在芯部加熱到合適的溫度，表面將過熱并燃燒。
相反，如果目的是在正常淬火過程中發(fā)揮滲碳層的二次硬化性能，型芯將處于淬火欠熱狀態(tài)。當滲層表面碳含量過高，分布梯度過大時，上述矛盾更加突出，很難找到一個能基本發(fā)揮表層和芯層雙重潛力的溫度。
為了緩解這個矛盾。高速鋼的滲碳一般分為兩個階段:滲透和擴散。爐氣的碳勢保持在低水平，但溫度可以稍微升高。一般來說，這種鋼的正常淬火溫度的下限較低。例如，M2鋼在1180~1150℃擴散后可以直接淬火。
正確選擇滲碳溫度、時間和爐氣的碳勢，經過滲碳、擴散、淬火和回火，可以獲得高硬度、高耐磨性的表層和紅硬度、高韌性的芯層，這是大多數模具和一些簡單工具的外硬度和內韌性的良好配合。
可以看出，長期擴散處理和反復回火可以避免表面殘余奧氏體過多，導致回火不充分和硬度低于芯。理想的表面硬度分布，高表面硬度和穩(wěn)定的向內下降。全滲碳硬化層深度達到1毫米，66HRC以上深度為0.5毫米；經過低溫淬火和普通回火后，鐵芯的二次硬化溫度為62~63℃。
制冷鐓粗螺母的六角套筒模采用W6Mo5Cr4V2鋼浸滲，1066℃固碳，開箱后空冷淬火，554℃×2.5h×2次回火，冷鐓壽命達到240萬件，是高速鋼常規(guī)調質模的2.4倍，W18Cr4V鋼模的6.8倍。
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