9SiCr钢的碳化物球化工艺研究

9SiCr等低合金工具钢，常用于制造刀具或冷作模具，其显微组织中的碳化物类型、数量、形貌、尺寸及分布，对性能和使用寿命产生具有重要影响。金相组织中存在粗大、尖角状、不圆整、不均匀的碳化物，刀具或模具在工作时容易产生应力集中，导致裂纹的萌生和扩展，使其强韧性较差，使用寿命比较低；而碳化物呈细小、圆整、均匀、弥散分布，强韧性较好，使用寿命较长。细碳化物，并使它均匀弥散分布，对提高钢的强韧性、抗疲劳断裂和耐磨性等性能均有重要作用。为此，本项目探讨了9SiCr钢的碳化物球化问题，对于产品质量和延长工件使用寿命具有重要意义。 

　　9SiCr钢的化学成分（质量分数，%）：0.85～0.95C，1.20～1.60Si，0.30～0.60Mn，0.95～1.25Cr，S≤0.030，P≤0.030。9SiCr钢的各临界点：Ac1：770℃，Acm：870℃，Ar1：730℃。

　　热处理工艺试验用试样尺寸为Φ20mm×15mm。热处理所用的炉子为：SRJX-8-13高温箱式电阻炉，SX2-4-10中温热处理炉。用OLYMPUS-TOKYO型金相显微镜拍摄试样的金相组织。

　　为消除网状碳化物，所有试样先经920℃×25min空冷的正火处理。制定了以下碳化物球化处理工艺处理上述正火试样：

　　（1） 等温球化退火：800℃×2h＋700℃×5h炉冷至550℃出炉空冷。

　　（2） 循环球化退火：（800℃×0.5h＋700℃×0.5h）×3次→炉冷至550℃出炉空冷。

　　（3） 高温固溶＋高温回火：

　　①  900℃×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷（高温回火）；

　　②  950℃×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷

　　③  1000℃×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷

　　④  1050℃×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷

　　结果表明：1050℃高温固溶×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷工艺所得到的碳化物比较细小、圆整，分布较均匀，球化效果较好。在其余五种工艺处理后的组织中，或多或少地存在粗大、尖角或链节状碳化物，碳化物球化效果从好到差的顺序为：1000℃×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷、950℃×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷、900℃×0.5h油冷＋680℃×2h出炉空冷、循环球化退火、等温球化退火。