4.9 T12鋼及T12A鋼

1.性能特點

T12鋼及T12A鋼的碳含量較高，淬火后有較多的過剩碳化物，因此硬度和耐磨性均高，而韌性較低；可加工性好，正火可加速球化、提高淬透性、消除網(wǎng)狀碳化物。該鋼的淬透性、塑性及韌性均低于T10A鋼。淬火不變形性較差，耐回火性也差，水淬時臨界尺寸為15～18mm，油淬時臨界尺寸為5～7mm。

2.化學(xué)成分、臨界點及對應(yīng)牌號

T12鋼及T12A鋼的化學(xué)成分見表4-23。T12鋼及T12A鋼的臨界點及對應(yīng)牌號見表4-41。

表4-41 T12鋼及T12A鋼的臨界點及對應(yīng)牌號

3.熱處理工藝

（見表4-42）

表4-42 T12鋼的熱處理工藝

表4-43 T12鋼的淬火工藝

注：1.方案Ⅲ用于防止軟點。

2.方案Ⅳ和Ⅴ用于直徑或厚度小于6～8mm的工件。

3.方案Ⅵ用于直徑或厚度達(dá)10～12mm的工件。

4.有些工模具為了穩(wěn)定尺寸，提高硬度、精度，需作冷處理，建議冷處理在淬火后1h內(nèi)進(jìn)行。冷處理溫度為-50℃。

4.力學(xué)性能

T12、T12A鋼的力學(xué)性能與回火溫度的關(guān)系見圖4-18。

圖4-18 T12、T12A鋼力學(xué)性能與回火溫度關(guān)系

注：780℃水淬油冷。

5.淬透性

T12鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖見圖4-19，T12鋼淬透性見圖4-20，T12A鋼的淬透性曲線見圖4-21，T12鋼硬度及殘留奧氏體量與淬火溫度的關(guān)系見圖4-22。鋼材淬火時，根據(jù)其尺寸大小而引起的淬火反應(yīng)，即用圖表示的一種質(zhì)量效應(yīng)，稱為淬火反應(yīng)曲線。這種曲線以淬火硬度（HRC）為縱坐標(biāo)，以淬火冷卻介質(zhì)的冷卻強(qiáng)度（H）為橫坐標(biāo)，采用一組淬火反應(yīng)曲線以表示各種直徑的截面（表面，R/2中心）硬度隨冷卻強(qiáng)度的變化。T12鋼的淬火反應(yīng)曲線見圖4-23。

圖4-19 T12鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖

注：奧氏體化溫度為790℃。

圖4-20 T12鋼淬透性

注：試樣經(jīng)不同溫度加熱，水中

淬火時沿直徑上的硬度變化。

圖4-21 T12鋼淬透性曲線

注：奧氏體化溫度為780℃。

圖4-22 T12鋼硬度及殘留奧氏體量與淬火溫度的關(guān)系

1—試樣表面硬度 2—試樣中心硬度

注：試樣直徑為φ20mm。

圖4-23 T12鋼的淬火反應(yīng)曲線

c）T12鋼φ25（1in）840℃ d）T12鋼

注：依據(jù)圖4-21繪制。

6.應(yīng)用

T12、T12A鋼用于制造刮刀、銼刀、剃刀、切削工具，如車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、擴(kuò)孔鉆、絲錐、板牙，還可以用來制造量具、切煙草刀、冷鐓模、拉絲模、小截面冷沖模與切邊模、塑料成形模等。

1）T12A鋼制冷沖模高溫淬火、中溫回火。預(yù)備熱處理：880℃淬火，380℃回火。最終熱處理工藝：780℃淬火，180℃回火，硬度為61HRC，冷沖模的壽命較常規(guī)處理提高2倍多。

2）T12鋼制氣門鎖片整形模滲鈦。氣門鎖片整形模采用粒狀滲鈦劑滲鈦后，模具的壽命由原1.5萬件提高到6萬余件。

3）T12A鋼制凹模鍛造余熱調(diào)質(zhì)+氧氮共滲復(fù)合處理。最后一火終鍛溫度大約為850℃，不要空冷，而直接淬油，油冷至150～100℃，出油空冷；擦去表面油漬，立即放入井式爐580℃×2h回火，回火后水冷。

調(diào)質(zhì)后精加工成品再進(jìn)行500～570℃×3h氧氮共滲，最后再進(jìn)行820～830℃加熱，淬火冷卻介質(zhì)為堿浴+220℃硝鹽浴，280℃×1.5h硝鹽回火。模具刃口硬度為950～1000HV，表面層為57～60HRC，基體為50～55HRC，模膛變形≤0.03mm。

4）T12A鋼制無刃口切斷刀的微變形淬火。無刃口刀外形尺寸為φ100mm×5mm，內(nèi)孔φ20mm，硬度要求55～58HRC，平面度公差≤0.10mm。工藝簡介如下：

調(diào)質(zhì)：770℃×4.5min鹽浴加熱，淬入三硝水溶液，600～610℃×1h回火。

淬火：850～860℃×80s半快速加熱，淬入三硝水溶液中冷卻2～3s，然后立即轉(zhuǎn)入180～190℃硝鹽中分級4min后空冷。淬火后硬度為62～63HRC。

回火：270～280℃×1h夾直回火，回火后硬度為56～57HRC，平面度公差≤0.06mm。

5）T12鋼制銼刀快速球化退火。采用快速球化退火工藝，在不改變退火前后冷熱加工工藝的情況下，保溫時間由原來的5～6.5h縮短到現(xiàn)在的70～90min，降溫時間（指從780℃奧氏體化溫度降至球化溫度下限680℃所需的時間）由原9.5～10h減少到4.5～5h，而且產(chǎn)品質(zhì)量好。

6）T12A鋼銼刀熱處理新工藝。我國的銼刀出口量較大，由于質(zhì)量不太優(yōu)良，其價格僅為國際名牌——美國雙刀牌銼刀的1/8～1/5。盡管兩者所用的材料化學(xué)成分相近，但失效的形式完全不同。雙刀牌銼刀主要為正常的磨損失效，國產(chǎn)銼刀主要為斷齒崩刃等非正常失效，壽命差距很大。為提高國產(chǎn)銼刀質(zhì)量，首先對進(jìn)口高壽命銼刀進(jìn)行分析解剖，最后找到理想的熱處理工藝，已成功應(yīng)用于批量生產(chǎn)。工藝簡介如下：

預(yù)備熱處理工藝：為了達(dá)到強(qiáng)韌化的效果，采用了兩段球化退火工藝，改變了銼刀的原始組織。680～700℃×45min→840～850℃×2.5h→750℃×3h→680～700℃×4h，爐冷至500℃出爐空冷。

最終熱處理工藝：采用快速加熱短時保溫的熱處理工藝。由于加熱溫度相對低，保溫時間又短，碳化物顆粒大小不均勻，溶解速度不同，故得到成分不均勻的奧氏體和一定數(shù)量的碳化物。淬火后的組織與美國雙刀牌銼刀相近，為一定量的板條馬氏體和較多的隱晶馬氏體，碳化物大小不均，且棱角圓鈍化。

國產(chǎn)T12A鋼銼刀按上述工藝處理后，斷口形貌與美國雙刀牌銼刀一樣，出現(xiàn)了大量的淺口韌窩和撕裂棱，銼削壽命都能達(dá)到50萬次以上，失效形式為正常磨損。