K340 的锻造 1050~850℃：冷作模具坯的碳化物偏析怎么控

K340 是高碳中铬含钼钒的冷作模具钢，碳 1.10%、硅 0.90%、锰 0.40%、铬 8.30%、钼 2.10%、钒 0.50%，淬火后硬度 61~63 HRC，退火硬度不超过 235 HB。它做冲模、冲头、下料模与深引伸模，而这类模具的早期失效多半不是硬度不够，是碳化物偏析没控住。

碳 1.10% 与铬 8.30% 的共晶碳化物

碳 1.10% 已越过共析成分不少，凝固时先析出的一次碳化物与共晶碳化物会在枝晶间聚集，形成带状或网状偏析。铬 8.30% 提高淬透性、参与形成 M₇C₃ 型碳化物，钼 2.10% 与钒 0.50% 提高回火稳定性并形成 MC 型硬相。偏析带上的碳化物粗大且密集，淬火后那里硬度高而脆，刃口一磨就崩；偏析带之间的基体碳低，耐磨性差，磨损先从那里起。

锻造是主要能把偏析打散的工序

热处理改不了偏析，只能靠锻造的变形把碳化物带打碎、把带状组织揉散。锻造温度给的是 1050~850℃，始锻 1050℃、终锻不低于 850℃；锻后要置于炉内或包覆热绝缘材料缓慢冷却，避免冷速过快产生裂纹与硬壳。锻比不足、火次太少，偏析留在坯料里，后续怎么淬火都补不回来。

终锻温度不能压到 850℃ 以下：温度过低时变形抗力上来，碳化物不易被打碎，反而容易在坯料表面形成裂纹。大规格坯料的心部变形量小，单靠一次镦拔往往不够，应增加火次并交替镦拔，让变形深入心部。

退火的冷速是第二个关键

退火给的是 800~850℃ 保温后以 10~20℃/小时的速率冷至约 600℃，再取出空冷，退火后硬度不超过 235 HB。这个慢冷速率是为了让碳化物球化，冷速快了会得到片状珠光体，切削时粘刀、淬火时溶解不均。球化到位的组织，切屑易断、淬火加热时奥氏体化均匀，淬火后得到细小的马氏体与均匀分布的粒状碳化物。

淬火与回火的配比

淬火后 61~63 HRC 是上限档，回火温度决定最终硬度与韧性。冷作模具要在硬度与抗崩刃之间取平衡：冲头与下料模需要硬度，深引伸模与冷挤模需要韧性，两者的回火温度不该一样。回火不足的件残余奥氏体多，尺寸在放置与服役中会变；回火过度则硬度掉档，耐磨性下降。三次回火是常规做法，每次冷却到室温再进炉。

电火花与磨削的影响

电火花与线切割后的表面留一层熔凝白层，硬度高而脆，是崩刃与开裂的起点，必须先去除再精加工。磨削时控制进给与冷却，磨削烧伤会在表面形成回火软化层，硬度掉到 55 HRC 以下，肉眼看不出来但寿命差一截，酸洗或硬度梯度检测能查出来。

线切割与深冷的两条补充

线切割后的切面有变质层，装配面与刃口面要预留去除量，去除后再精磨或研磨；深冷处理可以降低残余奥氏体量，对尺寸稳定性有帮助，但不能改善碳化物偏析，把它当成偏析的补救手段是南辕北辙。深冷之后仍要回火，顺序不能颠倒，否则表层会出现新的应力。

到货核对与条款

到货核对四项：成分核碳、铬、钼、钒；退火硬度按批抽测，超过 235 HB 说明球化不到位；低倍看碳化物偏析，带状级别超标的坯料不要进入精加工；超声查心部疏松与裂纹。条款按牌号与形态、执行标准、材料标准、硬度与低倍组织四组写进去，锻比、火次与锻后冷却方式也要一并落到技术协议，比只写成分有用得多——偏析这一项，成分合格也照样出问题。