所謂碳化物不均勻性，主要指碳化物液析、碳化物帶狀、碳化物網狀及碳化物顆粒的大小和分布不均勻等，它們可能成為斷裂源。人們普遍認為不均勻碳化物增加鋼的淬裂傾向。這在高碳高合金的Cr12型鋼及高速鋼中表現最為突出。這類鋼冶煉澆注時產生嚴重的偏析，大量的萊氏體共晶碳化物堆集于奧氏體晶粒周圍，有時呈網狀分布。這些碳化物在鍛、軋成形過程中雖然可被破碎，但在不同程度上仍保留著各種形式的不均勻性。在淬火加熱條件下，具有粗大網絡狀和密集條帶狀的碳化物難以充分溶解，造成鋼材各向異性，尤其是橫向性能顯著降低。碳化物不均勻程度愈大，其抗彎

許多工件的淬火裂紋不是在淬火介質中產生的，而是淬火后放置一些時間才開裂的，此稱“時效裂紋”，實質上也是淬火裂紋。眾所周知，淬火介質溫度一般高于室溫，工件冷卻到淬火介質溫度時，尚有一部分奧氏體未轉變?yōu)轳R氏體，工件從淬火劑中取出后在室溫下放置，實際上是繼續(xù)冷卻淬火，尤其是放在冰冷的地面上或使工件過夜。夜間車間里溫度不斷降低，工件內殘留奧氏體繼續(xù)向馬氏體轉變，組織應力不斷增加。這樣在室溫放置過程中，淬火件可能開裂。另一方面，鋼件中的淬火內應力，經放置一段時間會重新分布，也可能引起開裂。還有，淬火鋼

斷續(xù)淬火法是將工件淬入淬火介質中數秒后提出來，在空氣中冷卻一定時間，然后再淬火冷卻的方法。這種操作可依情況反復多次。若選擇停留時間正確并經反復多次操作，可以使工件表面和中心達到所要求的硬度。這種淬火法有利于防止淬火開裂。這是由于在工件被提出介質時，表層急冷而轉變的馬氏體因工件內部熱量而被回火，減小了內應力的緣故。但要注意，工件在空氣中停留時，其內部的奧氏體不能發(fā)生分解，以便在隨后的淬入介質急冷時繼續(xù)轉變?yōu)轳R氏體。45號鋼制成的大型壓模，設計要求采用整體淬火，硬度要求HRC38~43。由于工件形狀復雜，多孔、多槽及厚

為了給淬火作好組織準備，鍛造后的毛坯，需要進行適當的預先熱處理，如正火、退火、調質處理和球化退火等，以滿足機械加工的需要并為最終熱處理作組織準備。對于某些形狀復雜、精度要求較高的零件，在粗加工與精加工之間或在淬火之前，還要進行消除應力退火。例如45號鋼制成的搖臂軸，要求硬度HRC50~55。由于原材料在切削后殘存有嚴重的內應力，故經淬火后，搖臂軸在邊角處產生裂紋并剝落。若改進工藝，事先進行550~600℃、3h去除應力退火，可消除淬火裂紋。對于具有尖角、截面變化大且淬火前又有較大殘余內應力的鋼件，淬火前進行高溫回火

1、氧化與脫碳  鋼在加熱時，鋼表面形成一層松脆的氧化鐵皮的現象稱為氧化；脫碳是指鋼件表面含碳量降低的現象。氧化和脫碳會降低鋼件表層的硬度和疲勞強度，而且還影響零件的尺寸。為了防止氧化和脫碳，通常在鹽浴爐內加熱。要求更高時，可在工件表面涂覆保護劑或在保護氣氛及真空中加熱。2、過熱和過燒  鋼在淬火加熱時，由于加熱溫度較高或加熱時間過長，而發(fā)生的奧氏體晶粒顯著粗化的現象，稱為過熱。若加熱溫度過高，而出現晶界氧化并開始部分熔化的現象稱為過燒。工件過熱后，不僅降低鋼的力學性能（尤其

鋼材若存在某些冶金缺陷（如偏析、疏松、夾雜和發(fā)紋等），便容易在淬火時產生裂紋。一些結構鋼中的帶狀組織及高碳合金鋼中的碳化物偏析，也是淬火裂紋的誘因。因此，為了降低淬火裂紋傾向，提高成品率及改善零件使用性能，應將鋼材進行良好的鍛造。為了降低高速鋼的碳化物不均勻性，可采用重新改鍛的方法，即把冶金廠供貨的較大尺寸的棒料切成小塊（小于φ30mm時不必改鍛），加熱到1100~1150℃，鐓粗、拔長，反復多次成形。在鍛造加熱時需要緩慢、均勻地進行，并要熱透。始鍛時輕捶慢打，逐漸增加壓下量。過熱會鍛裂，低溫鍛打也會鍛裂。鍛后應砂

將淬火后的鋼，重新加熱到A1點以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。淬火后的鋼件存在很大的內應力和脆性，如不及時通過回火消除，會引起工件的進一步變形，甚至開裂，所以淬火工件一般需經回火后才能使用。淬火工件經回火后可以達到以下三個目的：(1)消除內應力  通過回火可減少或消除工件在淬火時產生的內應力，防止工件在使用過程中的變形和開裂。(2)獲得所需要的力學性能  通過回火提高鋼的韌性，適當調整鋼的強度和硬度，使工件達到所要求的力學性能，以滿足各種工件

將工件置于一定溫度的活性介質中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學成分、組織和性能的熱處理工藝，稱為化學熱處理。與其他熱處理相比，化學熱處理不僅改變了鋼的組織，而且表面層的化學成分也發(fā)生了變化，因而能更有效地改變表面層的性能?；瘜W熱處理是通過以下三個基本過程來完成的：(1)分解  介質在一定的溫度下，發(fā)生化學分解，產生可滲入鋼表面的活性原子。(2)吸收  活性原子被工件表面吸收。例如活性原子溶入鐵的晶格中形成固溶體，或與鐵化合形成金屬化合物等。(3)擴散 

滲氮（又稱為氮化）是向鋼的表面滲入氮原子的化學熱處理工藝。滲氮的目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度。滲氮的方法很多，目前應用最多的滲氮方法為氣體滲氮和離子滲氮。(1)氣體滲氮  工件在氣體介質中進行的滲氮稱為氣體滲氮。它是將工件放入密閉的爐內，加熱到500~600℃，通入氨氣(NH3)，氨氣分解出活性氮原子被工件表面吸收，與鋼中的合金元素鋁、鉻、鉬形成氮化物，并向心部擴散，形成一定厚度的滲氮層，滲氮層一般深度為0.1~0.8mm。氣體滲氮適用于含有鋁、鉻、鉬等合金元素的鋼，38C

在一定溫度下，將碳、氮原子同時滲入工件表層奧氏體中，并以滲碳為主的化學熱處理工藝稱為碳氮共滲。以滲氮為主的稱為氮碳共滲。(1)中溫氣體碳氮共滲  加熱溫度為820~870℃，以滲碳為主，共滲層表面w(C)為0.7%~1.0%，w(N)為0.15%~0.5%。碳氮共滲后一般直接進行淬火和低溫回火，熱處理后，表層組織為含碳、氮的馬氏體及呈細小分布的碳氮化合物。碳氮共滲與滲碳相比，具有很多優(yōu)點。它不僅加熱溫度低，零件變形小，生產周期短，而且滲層具有較高的硬度、耐磨性和疲勞強度。目前工廠里常用來處理汽車

碳溶解在γ-Fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用符號A表示。圖為奧氏體的原子排列示意圖，它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。  圖   奧氏體原子排列示意圖由于γ-Fe是面心立方晶格，晶格的間隙較大，故奧氏體的溶碳能力較強。在727℃時碳在γ-Fe中的溶解度為0.77%。隨著溫度的上升，溶解度逐漸增大，在1148℃時其溶解度可達到2.11%。奧氏體的強度和硬度不高(Rm≈400MPa，120~220HBW)，但塑性很好（A≈40%~60%），所以鋼材在進行

由前面的熱處理演示可以看到：同一種鋼，加熱條件相同，采用不同的冷卻速度或冷卻方式，可以獲得不同的組織和性能。為了弄清這些差別的原因，下面以共析鋼為例分析奧氏體在冷卻過程中的組織變化規(guī)律。在熱處理工藝中常采用等溫冷卻轉變和連續(xù)冷卻轉變兩種冷卻方式。等溫冷卻轉變是將奧氏體化的鋼迅速冷卻到A1下某一溫度，并在此溫度下保溫，使奧氏體在一定的過冷度下向穩(wěn)定的組織結構轉變，轉變結束后，再空冷（即在空氣中冷卻）到室溫。連續(xù)冷卻轉變是把已奧氏體化的鋼以不同的冷卻速度，如爐冷（隨爐冷卻）、空冷、油冷（在油中冷卻）、水冷（在水中冷卻）

萊氏體分高溫萊氏體和低溫萊氏體。高溫萊氏體是奧氏體和滲碳體的混合物，用符號Ld來表示。它是w(C)為4.3%的液態(tài)鐵碳合金在1148℃時，從液相中同時結晶出的奧氏體和滲碳體的混合物。由于奧氏體在727℃時還將轉變?yōu)橹楣怏w，所以在室溫下的萊氏體由珠光體和滲碳體組成，這種混合物叫低溫萊氏體，用符號Ld′來表示。萊氏體的力學性能和滲碳體相似，硬度很高(> 700HBW)，塑性很差。綜上所述，上述五種基本組織中，鐵素體、奧氏體和滲碳體都是單相組織，稱為鐵碳合金的基本相。珠光體、萊氏體則是由基本相混合組成的

碳素鋼（簡稱碳鋼）是指w(C)小于2.11%的鐵碳合金。碳鋼的價格低廉，冶煉方便，加工容易，具有良好的力學性能，一般在滿足使用性能要求的前提下，選用鋼材時首先考慮它，因而在機械制造中應用最為廣泛。碳素鋼并不是單純的鐵碳合金，還含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質元素。這些元素是在冶煉過程中不可避免地由煉鋼原料帶入的，通常稱為常存元素，它們的存在會對鋼的性能帶來一定的影響。(1)錳  錳在鋼中是有益元素。錳主要是煉鋼時用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。在碳鋼中錳大部分溶入鐵素體，起到固溶強化的作用，提高了鋼的強

由于硬質合金具有很高的熱硬性和耐磨性，還有良好的熱穩(wěn)定性、抗氧化性和耐腐蝕性，因而可用于制造某些熱作模具。鎢鈷類硬質合金（通常制成鑲塊）可用于熱切邊凹模、壓鑄模、工作溫度較高的熱擠壓凸?；虬寄５?。典型舉例1：氣閥挺桿熱鐓擠模，原采用3Cr2W8V鋼制作，熱處理后的硬度為49~52HRC，使用壽命0.5萬次。后在模具工作部分零件采用YG20硬質合金鑲塊，模具壽命提高到15萬次。應用于熱作模具的還有奧氏體不銹鋼鋼結硬質合金和高碳高鉻合金鋼鋼結硬質合金等。例如ST60鋼結合金制熱擠壓模在960℃左右擠壓純銅時，其使用壽命

鐵碳合金相圖是表示在平衡條件（緩慢冷卻或緩慢加熱）下，不同成分的鐵碳合金在不同溫度下具有的組織或狀態(tài)的圖形。它是研究鐵碳合金的組織、性能變化規(guī)律的基本工具，是合理選用鋼鐵材料、制定熱加工工藝（熱處理、鍛造、鑄造）的依據。由于w(C)大于6.69%的鐵碳合金脆性很大，在生產中沒有使用價值，所以我們只研究w(C)小于6.69%的鐵碳合金。故鐵碳合金相圖也可認為是Fe-Fe3C相圖。為了便于分析，將Fe-Fe3C相圖中實用意義不大的左上角和左下角部分進行了簡化，簡化后的鐵碳合金相圖如圖所示。   &n

塑料模具中具有許多單純?yōu)榱私M成模具結構的零件，如注射大規(guī)模的座板、墊塊等，一般采用碳結構鋼。(1) Q235A鋼  該鋼為廉價的鋼，用于注射模的動模及定模座板、墊塊，壓縮模的蓋板等。(2) 45鋼  該鋼為產量最大用途最廣泛的鋼，可用于注射模的推桿固定板、側滑塊導軌、側滑塊體等。也可以用于制造形狀簡單的凸模型芯和凹模型腔。但其有效壽命——指保證精度的壽命不過5萬~8萬次，而且拋旋光性不良，不能拋到Ra0.4。調質后硬度不足而且硬化層淺。(3) 55鋼&

在鋁合金表面處理中干燥是一個必不可少的環(huán)節(jié)，不管是加工完成后或是經圖文轉移后都需要進行干燥處理。常用的干燥方法有自然干燥和加溫干燥（也即是烘干）兩種。1、自然干燥自然干燥適用于要求不高的鋁本色氧化的工件或染色工件，這種方法由于不需要加熱，所以干燥速率較慢。在南方由于環(huán)境溫度較高，自然干燥也不失為一種節(jié)約干燥成本的方法。采用自然干燥時，經表面處理后的工件在清洗時一定要注意水質，以防止工件經干燥后出現印跡。2、烘干烘干是鋁合金表面處理中最常用的干燥方法，按烘烤的溫度不同可分為低溫烘干、中溫烘干和高溫烘干。(1)低溫烘干

非調質型預硬塑料模具鋼通過合理的化學成分配比，不需要調質處理，經過鍛、軋加工空冷后可實現預硬化，硬度一般為30~40HRC，不需要再進行調質處理。為改善可加工性能，有些鋼中還添加了適量的P、S和Ca。該類鋼可節(jié)約能源和生產成本，縮短生產周期，具有良好的應用前景。國內對非調質塑料模具鋼的開發(fā)較晚，FT、2Cr2MnMoVS和2Mn2CrVCaS是近幾年開發(fā)的新鋼種。經鍛、軋加工和空冷后，FT鋼直徑為Φ100mm圓鋼的硬度可以達到30~35HRC。鍛（軋）后直接得到要求的硬度，一般為30~40HRC。如我國的3Cr2M

易切削預硬型塑料模具鋼包括5NiSCa、SM1、SM2、8Cr2。它們均含S或Ca，調質硬度為36~45HRC時，切削性能與調質態(tài)45鋼相近。這四種鋼除了用作各種塑料模外，還可用于膠木線路板沖孔模及精密沖裁模導向板。分別簡單介紹如下：1、5NiSCa。熱處理工藝：880~930℃油冷，550~680℃回火，硬度為30~45 HRC；可鍍Cr、Ni，鏡面拋光性能良好，適于制造透明塑料模具。2、SM1。熱處理工藝：880~930℃油冷，550~680℃回火，硬度為30~ 45HRC：可鍍Cr、Ni，還可滲氮。鏡面拋光性