W18Cr4V 的预热 820~870℃：大截面刀具的两级预热怎么排

W18Cr4V 是钨系高速工具钢，碳 0.73%~0.83%、钨 17.20%~18.70%、铬 3.80%~4.50%、钒 1.00%~1.20%、硅 0.20%~0.40%、锰 0.10%~0.40%，退火态硬度不超过 255 HBW，淬火回火后约 63 HRC，执行 GB 9943-88，对应 SKH 2、HS18-0-1、T1、1.3355 等写法。

钨 17%~18.7% 的碳化物

钨在高速钢里形成 M₆C 型碳化物，溶解温度高，必须在 1270℃ 以上才能充分溶入奥氏体，淬火后才能得到高红硬性的马氏体。钒 1.00%~1.20% 形成 MC 型碳化物，硬度更高、更难溶，是耐磨的主力；铬 3.80%~4.50% 提高淬透性。碳 0.73%~0.83% 的配比要与钨钒匹配，碳低则碳化物不足、硬度上不去，碳高则残余奥氏体多、脆性大。

预热 820~870℃ 的作用

最终加热 1270~1285℃，如果直接从室温送进高温区，工件表面与心部的温差会产生很大的热应力，大截面与复杂形状的刀具会开裂。预热把工件整体提到 820~870℃，缩小温差，也减少高温停留时间。大件与复杂件应做两级预热：先 550~650℃ 去应力与均温，再 820~870℃ 二次预热。两级预热的时间按截面厚度定，预热不足等于没预热。

1270~1285℃ 与晶粒度

最终加热温度决定碳化物的溶解量与奥氏体晶粒度。温度偏低，碳化物溶解不足，红硬性差；偏高，晶粒粗化，韧性下降，淬火时开裂风险上升。控温要靠盐浴炉或可控气氛炉，箱式炉的炉温波动大，靠目测火色判断温度在高速钢上不可靠。晶粒度按断口或金相评级，粗于约定级别即判不合格。

三次回火与残余奥氏体

淬火后残余奥氏体量大，必须三次回火才能转变得比较充分。每次回火后冷到室温再进炉，中间不能省；回火温度按二次硬化峰值取，温度偏了硬度与红硬性都受影响。三次回火后的硬度约 63 HRC，硬度不足通常是回火不足或淬火温度偏低。

热导低与磨削烧伤

高速钢的热导率低，磨削热集中在极薄的表层，冷不透就出现回火烧伤，烧伤层下面跟着磨削裂纹。控制办法是选用软质砂轮、降低磨削深度、加大冷却液流量，并在磨削后做酸洗检查或硬度梯度检测。烧伤层肉眼看不见，但对寿命的影响比硬度掉一档更大。

碳化物不均匀度

钨系高速钢的共晶碳化物在凝固时呈网状分布，靠锻造打碎。碳化物不均匀度按标准评级，级别差一级，刃磨时就容易崩。大规格材的偏析更严重，订货时要写清锻造比与不均匀度级别，只写牌号无法约束这一项。

验收与条款

刀具的失效分析里有一条常被忽略：刃磨后的表面完整性。磨削留下的微裂纹与拉应力会在切削时扩展，造成崩刃；抛光或喷丸能改善表面应力状态，提高寿命。对拉刀、滚刀这类大型刀具，热处理后的尺寸稳定性同样关键，残余奥氏体量要控，必要时做深冷处理，把尺寸变化提前释放。

条款按六项写：牌号与形态；成分与判定元素，含钨、钒、碳；退火硬度与碳化物不均匀度；淬火回火试样硬度；尺寸与表面；脱碳层。牌号一侧执行 GB 9943-88，国外可对照 JIS SKH 2、ISO HS18-0-1、AISI T1、DIN 1.3355。边界写清：需要更高耐磨与红硬性的场合，应评估含钴高速钢或粉末冶金高速钢。