1. 模具鋼中反常組織是什么原因引起的？

答：反常組織工件在奧氏體化加熱后緩慢冷卻，在冷卻組織中出現(xiàn)晶界網(wǎng)狀碳化物和包圍這個網(wǎng)狀碳化物的鐵素體組織。在熱作模具鋼3Cr2W8、H13中在鍛造之后采用停鍛時的溫度時沒有采用正確的冷卻工藝，應該首先快冷到700℃以下，再進行退火處理，反而是采用(Ar1～Acm溫度范圍)進行余熱退火處理。由于鍛造溫度加熱溫度過高，高溫奧氏體化加熱充分，合金碳化物溶解完全，在緊接著的余熱退火保溫過程中，奧氏體中合金碳化物析出，析出的碳化物在晶界聚集長大，形成網(wǎng)狀碳化物，并造成碳化物與晶粒之間形成貧合金、貧碳的鐵素體帶，即反常組織。碳化物形式有M2C、M23C6。

熱作模具鋼的碳含量3Cr2W8、H13分別在0.30%～0.40%，0.32%～0.4%，形成的碳化物細小，不容易檢查。往往容易忽略。加上市場價格的競爭，往往不會采用高溫正火等工序來消除，這種組織就遺傳給最終熱處理。

碳化物M23C6在900℃以上開始溶解，1100℃基本溶解完全固溶于奧氏體中，M2C只能在1150～1200℃的溫度部分溶解于奧氏體中，熱處理淬火后網(wǎng)狀碳化物遺留下來，同時使淬火硬度也會降低。具有這種組織模具的使用壽命很低，一般以早期開裂為主，開裂形式是碎裂成多塊。

2. 模具鋼能否使用保護氣氛加熱進行熱處理？

答：模具鋼中有高碳類、中碳類，熱處理加熱溫度有中溫和高溫。目前采用熱處理的爐型主要有中、高溫箱式電阻爐、鹽浴爐、真空爐。很少采用少無氧化的保護氣氛爐做模具鋼的熱處理。一方面是加熱元件和耐熱鋼合金的壽命短，另一方面是保護氣體的選用問題。

例如：5CrMnMo等中溫加熱處理的模具采用箱式爐（或室式爐）進行淬火加熱，為了避免氧化、脫碳，一般采用裝箱加熱，使用木炭或舊滲碳劑填充保護。這樣可能造成模具表面滲碳。滲碳除了掩蓋了模具本身的真實硬度外，主要缺陷還是極容易產(chǎn)生表面熱疲勞裂紋，異致早期脆裂或壽命降低，生產(chǎn)實踐中這種情況相當普遍，一些鍛型模具的熱疲勞裂紋，實際就是由于滲碳而引起。

在實際生產(chǎn)中可以采用甲醇滴注式氣體作為保護氣體來處理中碳合金鋼模具，例如：H13、H11、3Cr2W8V、5CrMnMo、5CrNiMo等，熱處理奧氏體化加熱時間在4～6h時，脫碳層小于0.6mm。使用甲醇氣體時注意在720℃以下溫度不要通入，防止引起爐內氣體爆炸。甲醇氣體的通入量從排除廢氣的火苗高度來判別，一般在100～200mm就可以了。過小的通入量，氣氛的還原性不夠，雖然出爐的工件不會氧化，但是會增加脫碳深度。

對模具鋼進行氮基氣氛保護淬火試驗時，發(fā)現(xiàn)1100℃ 以上加熱時，碳勢控制不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)碳勢急劇下降現(xiàn)象。因此氮基氣氛熱處理使用溫度應控制在1050℃以下為宜。

至于高碳合金模具鋼，例如Cr12型 冷作模具鋼的保護氣氛，仍然可以選用甲醇氣體。

3. 模具鋼尺寸在≥200mm時，如何確定其回火時間？

答：大多資料推薦回火2h或沒有說明回火時間，推薦的保溫時間在生產(chǎn)實踐中應該做比較的的修正，資料中的數(shù)據(jù)應該是指模具表面以及心不均到溫后的保溫時間，如果按照在儀表到溫時即開始計算時間，對于大型模具如果保溫2h顯然是不夠的，稍大一點的模具就不能透燒。

高、中合金模具鋼在電阻爐中于520～650℃左右加熱時，單件加熱到溫的加熱時間約1min/mm，直徑或厚度為200毫米的模具，在有循環(huán)風機或無循環(huán)風機的情況控制儀表到溫后加熱時間需要150～200min的透燒時間，保溫120分，回火時間共需5～6h。如果考慮多件裝爐時，應根據(jù)模具之間的間距考慮間隔系數(shù)。間隔系數(shù)只考慮在加熱時間內，不包括保溫時間。如直徑Ø200mm的模具間距100mm裝爐系數(shù)按1.5min/mm，加熱時間，則應為200min×1.5min/mm ，加上保溫2h總回火時間 8 h。對于模具厚度在100～200mm尺寸，散放多件裝爐，高溫回火時間需要在5～8h之間調整。

也可以參照按模具厚度或直徑以25～30mm/h的方法計算總回火時間。