模具是现代制造业的核心工具，是工业制造中不可缺少的成形工具。 近20年来，我国模具工业发展十分迅速。 特别是近年来，模具的需求量以每年15%左右的速度快速增长。 国民经济的快速发展对模具行业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了强劲动力。 模具钢作为主要模具材料，是模具制造的基础。 随着模具工业的快速发展，对模具钢的数量、质量、品种、规格、性能等方面都提出了更高、更新的要求。 Cr12MoV钢是应用最广泛的冷作模具钢。 虽然它具有较高的强度、硬度和良好的耐磨性，但韧性较差，对热加工和热处理工艺要求较高。 加工不当很容易造成模具过早失效[2-3]。

研究发现，淬火过程中获得的马氏体加下贝氏体复合组织比单一马氏体或下贝氏体组织具有更好的强度和韧性[°; 另外，淬火后的组织中含有适量的残余奥氏体，可以在一定程度上提高材料的韧性。 对于合金钢来说，合金元素的种类和含量对钢淬火后残余奥氏体的量也有显着影响[5； 合理的淬火温度将使钢保留所需的高温组织和细小的晶粒，保证回火后良好的综合性能。

近年来，国内外学者对Cr12MoV钢热处理新工艺进行了广泛的研究[68]。 研究表明，Cr12MoV钢中碳化物的形态和分布对其韧性（弥散碳化物沉淀强化）有很大影响。 因此，通过适当的回火工艺控制材料组织中碳化物的形态、数量、尺寸和分布，可以提高强度和韧性，获得较高的综合力学性能。 另外，不同的回火温度对合金钢的拉伸性能和冲击性能影响也很大。 一般提高回火温度会提高冲击韧性，降低抗拉强度； 由于发生二次硬化，温度在500～600℃之间提高回火温度，也能在一定程度上提高合金钢的硬度。 综上所述，Cr12MoV热处理工艺的开发取得了一些成果，但也存在工艺复杂、热处理过程消耗大量能源等缺点。 本文拟通过研究Cr12MoV钢在不同回火工艺参数下的显微组织和力学性能，找出更加节能的热处理工艺。

试验所用的Cr12MoV钢是典型的高碳高合金钢，其化学成分如表1所示。热处理所用的Cr12MoV钢加工成圆柱形试样，尺寸为$b20 mm×50 mm，并进行调质试验。 具体工艺为1025℃淬火，490℃保温0.5小时，510℃保温3小时。 对热处理样品进行了机械性能分析和微观结构表征。 为了测试热处理后试样的切削加工性和耐磨性，采用MHT-10显微硬度测量仪（加载重量100 g，加载时间10 s）测量硬度； 采用Rigaku PSPC/MICRO应力分析仪测量残余应力，具体位置如图1所示。采用JEOLJXA-8100电子探针（EPMA）测量元素分布； 采用ZEISS Axiovert 200 MAT光学显微镜观察显微组织分布； 采用Rigaku Smartlab X射线衍射仪对不同衍射峰的相位进行校准，并通过相对强度法计算残留量。 奥氏体体积分数。

变形和机械性能分析

图2为Cr12MoV钢样品在不同回火条件下的畸变、残余应力和硬度分布的测量结果。 从图2可以看出，无论是样品的底部还是侧面，当回火时间从0.5 h增加到3 h时，残余应力明显降低，变形也明显减小。 一般情况下，表面压应力越高，疲劳强度越高，切削性能越差。 因此，通过增加回火时间来降低表面压应力，可以改善钢材的切削性能。 通过对比490℃和510℃回火温度下的测量结果发现，与回火时间相比，回火温度对变形量和残余应力的影响较小。

图2(c)显示了测量的硬度结果。 可以看出，虽然最大硬度值随着回火时间的增加而减小，但回火时间越长，试样不同位置的硬度分布越均匀。 本研究中使用的Crl2MoV钢在热处理前的硬度为654HVO.1。 热处理后，各测量点的硬度均大于该值，且不存在因回火处理而导致硬度下降的情况。 另外，从图2(c)可以看出，不同回火温度条件下测得的硬度结果变化不大。

1）当回火时间从0.5 h增加到3 h时，Crl2MoV钢试样热处理后的畸变和残余应力可明显降低，且试样表面硬度分布更加均匀。

2)当回火时间从0.5 h增加到3 h时,Crl2 MoV钢中残余奥氏体含量显着降低,回火组织晶粒尺寸更小,合金碳化物分布更均匀。 通过EPMA分析可以看出，回火后的主要碳化物为碳化钼。

3）通过对比510℃和490℃回火温度条件下的样品，发现热处理后样品的力学性能和显微组织基本保持不变。 因此，490℃、3h的回火工艺可以同时满足提高力学性能和节约能源的需要。