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，在冷卻組織中出現晶界網狀碳化物和包圍這個網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生表面熱疲勞裂紋，異致早期脆裂或壽命降低，生產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，發現1100℃ 以上加熱時，碳勢控制不穩，甚至出現碳勢急劇下降現象。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實踐中應該做比較的的修正，資料中的數據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，在有循環風機或無循環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，應根據模具之間的間距考慮間隔系數。間隔系數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。