合金量具鋼是用于制造測(cè)量工件尺寸的工具（如卡尺、量塊、千分尺、卡規(guī)、塞規(guī)、樣板等）所使用的合金鋼。量具在使用過(guò)程中主要受磨損，因而要求量具有高的硬度和耐磨性，同時(shí)還必須有高的尺寸穩(wěn)定性，良好的磨削加工性能，使量具能有較小的表面粗糙度值，形狀復(fù)雜的量具還要求熱處理變形小。通常合金工具鋼如8MnSi、9SiCr、Cr2、W鋼等都可用來(lái)制造各種量具；高精度、形狀復(fù)雜的量具，可采用微變形合金工具鋼如CrWMn和滾動(dòng)軸承鋼GCr15制造；形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小、精度要求不高的量具也可用碳素工具鋼T10A、T12A制造，或用滲碳鋼

塑料模具鋼是指在加熱狀態(tài)下，將細(xì)粉或顆粒狀塑料壓制成形的模具用鋼。塑料模具在工作時(shí)持續(xù)受熱、受壓，并受到一定程度的摩擦和有害氣體的腐蝕，因此，塑料模具鋼要求在200℃時(shí)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，并具有較高的耐磨性和耐蝕性。隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，塑料模具鋼逐漸發(fā)展成為一個(gè)體系，它涉及了從結(jié)構(gòu)鋼到工具鋼，從碳素鋼到合金鋼的許多鋼種。根據(jù)模具鋼的強(qiáng)化方式或服役特性，可將塑料模具鋼大體分為滲碳型塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、時(shí)效硬化型塑料模具鋼、耐蝕型塑料模具鋼等。滲碳型塑料模具鋼主要用于制造承受載荷較

同一鋼件經(jīng)淬火加回火熱處理后，可以得到回火托氏體和回火索氏體組織，由過(guò)冷奧氏體直接分解也能得到托氏體和索氏體組織。它們都是鐵素體加碳化物的珠光體類(lèi)型組織，但是回火托氏體和回火索氏體中的碳化物是呈顆粒狀的，而托氏體和索氏體中的碳化物是片狀的。碳化物呈顆粒狀的組織使鋼的許多性能得到改善。因此，工程上凡是承受沖擊并要求優(yōu)良綜合力學(xué)性能的工件都要進(jìn)行淬火加高溫回火處理，即調(diào)質(zhì)處理，以得到具有優(yōu)良綜合力學(xué)性能的回火索氏體組織。對(duì)于具有回火脆性的鋼種，進(jìn)行等溫淬火獲得的下貝氏體比淬火加低溫回火獲得回火馬氏體的性能優(yōu)越得多。所以

鋼的淬透性是鋼的熱處理工藝性能，在生產(chǎn)中有重要的實(shí)際意義。工件在整體淬火條件下，從表面至中心是否淬透，對(duì)其力學(xué)性能有重要影響。在拉壓、彎曲或剪切載荷下工作的零件，例如各類(lèi)齒輪、軸類(lèi)零件，希望整個(gè)截面都能被淬透，從而保證這些零件在整個(gè)截面上得到均勻的力學(xué)性能。選擇淬透性較高的鋼，即能滿足這一性能要求。而淬透性較低的鋼，零件截面不能全部淬透，表面到心部力學(xué)性能不同，尤其心部的沖擊韌度很低。鋼的淬透性越高，能淬透的工件截面尺寸越大。對(duì)于大截面的重要工件，為了增加淬透層的深度，必須選用過(guò)冷奧氏體很穩(wěn)定的合金鋼，工件越大，要

鋼在加熱、冷卻時(shí)所發(fā)生的相變與原子擴(kuò)散速度有關(guān)。合金鋼中存在的合金元素會(huì)對(duì)原子的擴(kuò)散速度產(chǎn)生影響。碳化物形成元素使碳的擴(kuò)散速度減慢，碳化物形成元素不易析出，析出后也較難聚集長(zhǎng)大。非碳化物形成元素（除硅外）則有增大碳擴(kuò)散速度的作用。合金元素都能增大鐵原子間的結(jié)合力，使鐵的擴(kuò)散速度下降。合金元素在固溶體中的擴(kuò)散速度也比碳的擴(kuò)散速度低得多。因此，在其他條件相同時(shí)，合金鋼擴(kuò)散型的相變過(guò)程比碳素鋼緩慢，熱處理時(shí)應(yīng)引起注意。(1)合金元素對(duì)奧氏體形成速度的影響  合金鋼在加熱時(shí)，合金元素會(huì)改變碳的擴(kuò)散速度，

為進(jìn)一步提高零件的使用性能和加工零件的質(zhì)量，降低制造成本，有時(shí)還把兩種或幾種加工工藝混合在一起，構(gòu)成復(fù)合加工工藝。例如把塑性變形和熱處理結(jié)合一起，形成形變熱處理新工藝等。目前在軋鋼生產(chǎn)中廣泛采用的控制軋制與控制冷卻技術(shù)從本質(zhì)上講也屬于形變熱處理，即軋制和熱處理相結(jié)合的復(fù)合加工工藝。形變熱處理是將塑性變形和熱處理有機(jī)結(jié)合在一起的一種復(fù)合工藝。該工藝既能提高鋼的強(qiáng)度，又能改善鋼的塑性和韌性，同時(shí)還能簡(jiǎn)化工藝，節(jié)省能源。因此，形變熱處理是提高鋼的強(qiáng)韌性的重要手段之一。形變熱處理雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但增加了變形工序，設(shè)備和工藝條

耐熱鋼按正火狀態(tài)下組織的不同，可分為鐵素體型鋼、珠光體型鋼、馬氏體型鋼、奧氏體型鋼等。(1)珠光體型耐熱鋼  這類(lèi)鋼450~ 600℃范圍內(nèi)，按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及應(yīng)用特點(diǎn)可分為低碳耐熱鋼和中碳耐熱鋼。低碳珠光體型耐熱鋼具有優(yōu)良的冷熱加工性能，主要用于鍋爐鋼管等，常用的牌號(hào)有15CrMn、15CrMo、12CrMoV等。中碳珠光體型耐熱鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用具有優(yōu)良的高溫綜合力學(xué)性能，主要用于耐熱的緊固件、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、主軸、葉輪等，常用的牌號(hào)有25Cr2MoVA、35CrMoV等。(2)馬氏體型耐熱鋼&n

熱作模具鋼，要進(jìn)行反復(fù)鍛造，其目的是使碳化物均勻分布。鍛造后要退火，其目的是消除鍛造應(yīng)力、細(xì)化組織、降低硬度，以便于切削加工。熱作模具鋼的最終熱處理一般為淬火及高溫（或中溫）回火，以獲得均勻的回火索氏體（或回火托氏體）組織，硬度為40HRC左右，具有一定的強(qiáng)度和較高的韌性。一般冷作模具鋼在鍛造之后需進(jìn)行球化退火，目的是消除鍛造應(yīng)力，降低硬度，改善可加工性，細(xì)化晶粒，為淬火做好組織準(zhǔn)備。冷作模具鋼的最終熱處理為淬火和低溫回火，最終熱處理后的組織為回火馬氏體、未溶碳化物和少量殘留奧氏體。與碳素工具鋼相比，由于合金元素的

球墨鑄鐵的感應(yīng)淬火本質(zhì)上與鋼沒(méi)有區(qū)別，但由于處理前的鑄造組織較粗、成分不均勻，因此鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度較高，在快速加熱中轉(zhuǎn)變不易完成。感應(yīng)淬火主要適用于珠光體為基體的球墨鑄鐵。以鐵素體為基體的球墨鑄鐵，由于感應(yīng)加熱太快，碳來(lái)不及向奧氏體固溶及擴(kuò)散，淬火后馬氏體硬度不高，并保留有大量未轉(zhuǎn)變的鐵素體，所以硬度低。因此以鐵素體為基體的球墨鑄鐵，感應(yīng)淬火前先要經(jīng)過(guò)正火轉(zhuǎn)變成珠光體再進(jìn)行。感應(yīng)加熱溫度常采用850~1000℃，淬火層組織為細(xì)針狀馬氏體及球狀石墨，過(guò)渡層為小島狀馬氏體和細(xì)小的鐵素體，感應(yīng)處理后具有很好的耐磨

等溫轉(zhuǎn)變圖反映過(guò)冷奧氏體在等溫條件下的轉(zhuǎn)變規(guī)律，可以用來(lái)指導(dǎo)等溫?zé)崽幚砉に?。但是，鋼的正火、退火、淬火等熱處理以及鋼在鑄、鍛、焊后的冷卻都是從高溫連續(xù)冷卻到室溫的。所謂鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變指的是在一定冷卻速度下，過(guò)冷奧氏體在一個(gè)溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變可變的外部因素就是過(guò)冷奧氏體的冷卻速度，研究連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變實(shí)質(zhì)上就是研究冷卻速度對(duì)過(guò)冷奧氏體分解及分解產(chǎn)物的影響，而這種影響又是通過(guò)溫度起作用的。連續(xù)冷卻過(guò)程實(shí)際上是過(guò)冷奧氏體通過(guò)了由高溫到低溫的整個(gè)區(qū)間。連續(xù)冷卻速度不同，到達(dá)各個(gè)溫度區(qū)間的時(shí)間以及在各個(gè)溫度區(qū)間停

將金屬工件放入含有某種活性原子的化學(xué)介質(zhì)中，通過(guò)加熱使介質(zhì)中的原子擴(kuò)散滲入工件一定深度的表層，改變其化學(xué)成分和組織并獲得與心部不同性能的熱處理工藝叫做化學(xué)熱處理。和表面淬火不同，化學(xué)熱處理后的工件表面不僅有組織的變化，而且也有化學(xué)成分的變化?？梢哉f(shuō)，鋼的化學(xué)熱處理就是改變鋼的表層化學(xué)成分和性能的一種熱處理工藝。化學(xué)熱處理后的鋼件表面可以獲得比表面淬火更高的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，心部在具有良好的塑性和韌性的同時(shí)，還可獲得較高的強(qiáng)度。通過(guò)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)熱處理還可使鋼件表層具有減摩、耐腐蝕等特殊性能。因此，化學(xué)熱處理工藝已

高溫形變熱處理是將鋼加熱至Ac3以上，在穩(wěn)定的奧氏體溫度范圍內(nèi)進(jìn)行變形，然后立即淬火，使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變并回火得到所需要性能的熱處理工藝（見(jiàn)圖1）。由于形變溫度遠(yuǎn)高于鋼的再結(jié)晶溫度，形變強(qiáng)化效果易于被高溫再結(jié)晶所削弱，故應(yīng)嚴(yán)格控制形變后至淬火前的停留時(shí)間，形變后要立即淬火冷卻。高溫形變熱處理和一般熱處理相比，在提高鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的同時(shí)，還能改善鋼的塑性和韌性。圖1   高溫形變熱處理工藝過(guò)程示意圖高溫形變熱處理適用于一般碳素鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)零件以及機(jī)械加工量不大的鍛件或軋材，如連桿、曲軸、彈簧、葉

球墨鑄鐵的力學(xué)性能主要取決于金屬基體，通過(guò)熱處理控制奧氏體化溫度、保溫時(shí)間和冷卻條件可以改變奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而可以顯著改善球墨鑄鐵的力學(xué)性能。在熱處理過(guò)程中，石墨作為球墨鑄鐵中的一個(gè)相，也參與相變過(guò)程。石墨的存在相當(dāng)于一個(gè)儲(chǔ)碳庫(kù)，形成鐵素體球墨鑄鐵時(shí)，碳全部或大部分集中于石墨這個(gè)儲(chǔ)碳庫(kù)中。球墨鑄鐵熱處理加熱時(shí)，球狀石墨表面的碳有部分溶入奧氏體，供應(yīng)必要的碳量?？刂萍訜釡囟瓤梢钥刂茒W氏體中含碳量，從而可以得到低碳馬氏體或者高碳馬氏體。奧氏體化后的球墨鑄鐵在Ar1以下緩慢冷卻時(shí)析出石墨，或沉積在原來(lái)石

球墨鑄鐵退火熱處理工藝包括消除內(nèi)應(yīng)力退火、高溫退火和低溫退火三種。球墨鑄鐵消除內(nèi)應(yīng)力退火一般是以75～100℃/h的速度加熱到500~ 600℃，根據(jù)鑄件壁厚可按每25mm保溫1h來(lái)計(jì)算，而后空冷。這種方法消除鑄件90%~95%的應(yīng)力，可提高鑄件的塑性及韌性，但組織并沒(méi)有發(fā)生明顯改變。高溫退火是將鑄件加熱到900~ 950℃，保溫1～4h，進(jìn)行第一階段石墨化，然后爐冷至720~780℃，保溫2~8h，進(jìn)行第二階段石墨化。如果在900~950℃保溫后爐冷至600℃空冷，則由于第二階段石墨化沒(méi)有進(jìn)行，將得到珠光體球墨鑄

將低碳鋼件放入滲碳介質(zhì)中，在900~950℃加熱保溫，使活性碳原子滲入鋼件表面并獲得高碳滲層的工藝方法叫做滲碳。齒輪、凸輪、活塞、軸類(lèi)等許多重要的機(jī)器零件經(jīng)過(guò)滲碳及隨后的淬火并低溫回火后，可以獲得很高的表面硬度、耐磨性以及高的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度。而心部仍保持低碳含量，具有良好的塑性和韌性。因此，滲碳可使同一材料制作的機(jī)器零件兼有高碳鋼和低碳鋼的性能，從而使這些零件既能承受磨損和較高的表面接觸應(yīng)力，同時(shí)又能承受彎曲應(yīng)力及沖擊載荷的作用。根據(jù)滲碳劑的不同，滲碳方法有固體滲碳、氣體滲碳和液體滲碳。常用的是前兩種，

白口鑄鐵件具有大量的萊氏體（奧氏體和滲碳體的共晶體，奧氏體在低溫下會(huì)發(fā)生分解）和條狀滲碳體，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間退火，此種白口鑄鐵件組織會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體+球狀石墨（白心）或珠光體+球狀石墨（黑心）。經(jīng)過(guò)這種處理后的鑄鐵稱為可鍛鑄鐵?？慑戣T鐵常用的熱處理方式有退火、淬火及回火等。種類(lèi)工藝規(guī)范目的適用范圍退火1、加熱到900-970℃保溫，加熱過(guò)程中石墨形核，高溫保溫后大塊碳化物消失2、高溫保溫后迅速冷至725-740℃保溫，進(jìn)行第一階段石墨化3、第一階段石墨化后，還冷到鑄鐵相變點(diǎn)以下進(jìn)行第二階段石墨化，在2-17℃/h冷速下形成完

低溫形變熱處理是將鋼加熱至奧氏體狀態(tài)，迅速冷卻至Ac1點(diǎn)以下、Ms點(diǎn)以上過(guò)冷奧氏體亞穩(wěn)溫度范圍進(jìn)行大量塑性變形，然后立即淬火并回火獲得所需要的性能的熱處理工藝。塑性變形可采用鍛造、軋制或拉拔等加工方法。該工藝僅適用于珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)之間( 400~550℃)有很長(zhǎng)孕育期的某些合金鋼。在該溫度區(qū)間進(jìn)行變形可防止珠光體或貝氏體相變。低溫形變熱處理在鋼的塑性和韌性不降低或降低不多的情況下，可以顯著提高鋼的強(qiáng)度和疲勞極限，提高鋼抗磨損性和耐回火性。低溫形變熱處理比高溫形變熱處理具有更高的強(qiáng)化效果，且塑性并不降低。

1、冷作模具鋼的化學(xué)成分 模具鋼是用于制造模具的鋼種。根據(jù)工作條件的不同，模具鋼分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼等。冷作模具鋼是指用于制造在冷態(tài)下變形或分離的模具的鋼，如沖模、冷鐓模、冷擠壓模、拉絲模和滾絲模等。由于冷作模具在工作時(shí)，刃口部位承受很大的壓力、彎曲力和沖擊力，模具與坯料之間有強(qiáng)烈的摩擦，因此，冷作模具鋼的性能要求與刃具鋼相似，要求具有高強(qiáng)度、高硬度、足夠的韌性和良好的耐磨性。對(duì)于高精度的模具，要求其熱處理變形小，以保證模具的加工精度，大型模具還要求具有良好的淬透性。冷作模具鋼的化學(xué)成分

鋼經(jīng)淬火后，其內(nèi)部組織是不穩(wěn)定的，在不同的回火溫度下，將發(fā)生不同的組織轉(zhuǎn)變，如馬氏體的分解，碳化物的析出、聚集和長(zhǎng)大，殘留奧氏體的分解及α相的再結(jié)晶等，合金元素對(duì)這些轉(zhuǎn)變都會(huì)產(chǎn)生影響。(1)提高淬火鋼的耐回火性  耐回火性是指淬火鋼在回火時(shí)，抵抗強(qiáng)度、硬度下降的能力。不同的鋼在相同溫度回火后，強(qiáng)度、硬度下降少的，其耐回火性較高。由于合金元素溶人馬氏體，使原子擴(kuò)散速度減慢，因而在回火過(guò)程中馬氏體不易分解，碳化物不易析出，析出后也較難聚集長(zhǎng)大，特別是強(qiáng)碳化物形成元素，使合金鋼在相同溫度回火后強(qiáng)度、硬

銹鋼按化學(xué)成分分為鉻不銹鋼、鎳鉻不銹鋼、鉻錳不銹鋼等。按正火狀態(tài)的金相組織分為馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、奧氏體-鐵素體型不銹鋼及沉淀硬化型不銹鋼五種類(lèi)型。常用的不銹鋼的牌號(hào)、熱處理、性能等描述如下：(1)鐵素體型不銹鋼  常用的鐵素體型不銹鋼中，Wc<0.15%，WCr=12%~30%，屬于鉻不銹鋼。鉻是縮小奧氏體相區(qū)的元素，17%的鉻可使相圖中的奧氏體相區(qū)消失，獲得單相的鐵素體組織，即使將鋼從室溫加熱到高溫(960~1100℃)，其組織也無(wú)顯著變化。其耐大氣與耐酸能