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1.采用的技术原理
中碳合金热作模具钢强碳化物形成元素含量较高，在锻造过程中，若温度控制不当极易沿晶析出网状碳化物，影响组织均匀性和综合力学性能，缩短模具钢的使用寿命，为消除中碳合金热作模具钢退火组织中网状碳化物，目前国内外普遍采用锻后高温正火+球化退火的工艺方式，利用长时间高温加热将碳化物溶解，然后快速冷却避免二次碳化物的二次析出，最后再进行球化退火，该方法的确能够有效消除网状碳化物，提高模具钢的力学性能，但其过程控制难度较大，若把握不好反而会使组织恶化，一是长时间的高温加热，容易导致晶粒粗大，另外在高温加热过程中碳化物大量溶解，奥氏体稳定性增强，经快速冷却后得到马氏体+大量参与奥氏体组织，后续球化退火过程中，碳化物形核核心极少，容易导致碳化物集聚而再次形成网状或片状珠光体，导致模具钢的性能恶化。
本项目结合中碳合金热作模具钢的材料特性，创新性的采用低温淬火+高温回火的工艺方式代替传统的高温正火+球化退火，锻后先在略高于奥氏体化温度上保温，得到均匀的奥氏体+粒状未熔碳化物颗粒，然后快速冷却得到马氏体+粒状未熔碳化物颗粒组织，最后采用高温回火使碳化物进一步析出长大成球状，得到均匀的粒状珠光体+球状碳化物的理想组织，有效消除网状碳化物。
2.技术方案
锻后首先在相对较低的温度下重新奥氏体化，获得均匀细小的奥氏体和弥散分布的颗粒状碳化物组织，为后续组织球化保留足够数量的形核核心，然后采用水空交替快速冷却得到马氏体，避免二次碳化物沿晶析出，最后进行高温回火使碳化物充分弥散析出，获得均匀细小的粒状珠光体和颗粒碳化物组织。
3.解决关键问题
（1）解决了中碳合金热作模具钢锻后热处理工艺时间长、能耗高的问题，新工艺较传统工艺时间缩短近50小时，有效提高了模具钢的生产效率，降低了生产成本。
（2）新工艺有效解决了中碳合金热作模具钢锻后组织不均匀、晶粒粗大及网状碳化物严重等问题，提高了国产热作模具钢退火显微组织的均匀性和力学性能，提高了国产模具钢的市场竞争力。
4.完成过程
本项目结合中碳合金热作模具钢的材料特性，创新性的采用低温淬火+高温回火的工艺方式代替传统的高温正火+球化退火，锻后先在略高于奥氏体化温度上保温，得到均匀的奥氏体+粒状未熔碳化物颗粒，然后快速冷却得到马氏体+粒状未熔碳化物颗粒组织，最后采用高温回火使碳化物进一步析出长大成球状，得到均匀的粒状珠光体+球状碳化物的理想组织，有效消除网状碳化物。
5.实施效果
该工艺方法目前已在我公司批量应用于H13模具钢，经该工艺处理后，其退火显微组织按NADCA#207标准评定基本都在AS1～AS4之间，网状碳化物按GB/T1299评定为≤2.0级。按照新工艺处理的H13模具钢，经热处理后无缺口冲击性能普遍都在280～360J之间，平均无缺口冲击由原来的不足250J提高至320J，提高幅度约为30%，效果十分显著。
6.主要创新点
（1）创造性地采用低温淬火+高温回火代替传统的高温正火+球化退火，锻后先在较低的温度下奥氏体化，获得晶粒细小的奥氏体+弥散分布的合金碳化物组织，而后采用水空交替快速冷缺避免二次碳化物沿晶析出，最后采用高温回火使碳化物进一步析出长大，铁素体发生再结晶，获得均匀细小的理想组织。
（2）淬火过程采用水空交替冷却分配淬火，通过合理搭配水空循环时间控制冷却强度，获得在高温段快冷、低温段慢冷的理想冷却曲线，同时淬火后在低温段保温，使组织中碳元素进一步扩散，残余奥氏体受挤压成薄膜状分布于马氏体周围，提高钢的韧性。
7.取得成果
制定了一套新的中碳合金热作模具钢锻后热处理工艺方案，将中碳合金热作模具钢锻后热处理工艺时间缩短近50小时，每炉能耗减少近万元。
8.应用情况（包括在相关领域的作用影响及潜在应用前景）。
本项目针对中碳合金热作模具钢锻后热处理工艺时间长，能耗高的问题开展工艺技术攻关。攻关后将H13类中碳合金热作模具钢锻后热处理工艺时间缩短近50小时，每炉能耗减少1.1万元，项目开始至今，共计执行工艺230余炉次。且已开始在特钢事业部各类中碳合金热作模具钢产品上应用，模具钢的组织均匀性和性能稳定性明显提高，H13类中碳合金热作模具钢锻后热处理一次合格率由原来的不足60%提高至100%,8418及DH350模具钢的锻后热处理一次合格率由不足20%提高至90%以上，具有极大的推广价值。
