熱作模具鋼在熱處理時(shí)，鋼中碳化物的種類、大小、含量及分布狀態(tài)等的變化對(duì)模具服役時(shí)的熱強(qiáng)性、熱穩(wěn)定性、沖擊韌性及熱疲勞性能都會(huì)產(chǎn)生很大影響。因此，選取合理的熱處理工藝，對(duì)提高材料的使用性能具有重要意義。

3CrMoCoWV鋼是一種新型熱作模具鋼，具有良好的熱強(qiáng)性、回火穩(wěn)定性和韌性，但在使用過(guò)程中常因韌性不足而導(dǎo)致模具崩裂或經(jīng)二次修模后容易開(kāi)裂。有報(bào)道稱，低溫處理可明顯改善材料的性能，顯著提高模具的使用壽命，但其機(jī)理尚不清楚。為此，有研究者對(duì)3CrMoCoWV鋼線進(jìn)行了等溫淬火，然后進(jìn)行低溫處理及回火處理，研究了組織中碳化物的變化，以獲得低溫處理提高鋼韌性的機(jī)理。

試驗(yàn)用3CrMoCoWV鋼在真空感應(yīng)爐中熔煉，然后經(jīng)電渣重熔、高溫均化、鍛造、超細(xì)化及退火處理，其化學(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）

從原料上切取試樣先進(jìn)行等溫淬火處理，加熱到1020℃奧氏體化保溫0.5h，然后在380℃鹽浴爐保溫5h進(jìn)行貝氏體等溫淬火；再在干冰和酒精混合溶液中進(jìn)行-60℃低溫處理2h；最后進(jìn)行回火處理，回火工藝為620℃×2h+560℃×2h。

利用NikonEPIPHOT300型光學(xué)顯微鏡、HITACHIS-570型掃描電子顯微鏡（SEM）及JEM2010F型場(chǎng)發(fā)射高分辨透射電鏡（TEM）對(duì)不同熱處理后的試樣進(jìn)行顯微組織分析。透射電鏡薄片試樣制備采用雙噴離子減薄儀對(duì)直徑為3mm薄片進(jìn)行減薄獲得（腐蝕液由高氯酸和無(wú)水乙醇組成），溫度-20℃。而碳膜復(fù)型試樣制備則在拋光后并用4%硝酸酒精腐蝕的試樣上噴一層20nm厚的碳膜，再在4%硝酸酒精溶液中浸蝕，獲得附有碳化物的碳膜；然后置于銅網(wǎng)上，通過(guò)TEM觀察低溫處理前后碳化物的微觀形態(tài)及組織特征。

結(jié)果表明：（1）3CrMoCoWV鋼經(jīng)等溫淬火后，基體組織以下貝氏體為主，含有部分馬氏體和殘余奧氏體，且ε-碳化物和Fe3C析出。（2）再經(jīng)低溫處理后試驗(yàn)鋼組織中出現(xiàn)了大量的孿晶馬氏體，且在孿晶馬氏體上彌散著大量細(xì)小碳化物。（3）再經(jīng)回火后，試驗(yàn)鋼組織中析出了大量呈均勻彌散的細(xì)小碳化物，有MC型碳化物和大量針狀M2C碳化物；等溫淬火過(guò)程中形成的Fe3C在高溫回火中分解，析出更為穩(wěn)定的針狀M2C碳化物，但仍然與基體保持一定位向關(guān)系。（心遠(yuǎn)）