模具鋼材退火的目的及工藝選擇原則
退火一般是把模具鋼材加熱到高于臨界溫度約20~30℃，保溫一定時間，隨后使其緩冷到室溫以獲得接近于平衡狀態(tài)組織的工藝。其目的在于：使模具鋼材的硬度降至接近最低值；消除模具鋼材的內(nèi)應(yīng)力；使模具鋼材的化學(xué)成分均勻以及細(xì)化模具鋼材的晶粒、改善模具鋼材的組織，為后續(xù)加工工序作準(zhǔn)備。常把某些低于臨界溫度A1以下的熱處理也稱做退火，例如軟化退火和再結(jié)晶退火等等。
退火工藝應(yīng)根據(jù)退火的目的來決定。退火成功與否，幾乎完全取決于奧氏體的形成和均勻化，以及隨后緩慢冷卻時奧氏體在適當(dāng)過冷情況下的分解。經(jīng)過熱加工（鍛軋）緩慢冷卻下來的鋼，其金相組織為鐵素體和碳化物的混合組織，其碳化物含量多少及分布情況一般決定于模具鋼材的化學(xué)成分、停鍛或停軋溫度以及冷卻速度等。如將具有此種組織的模具鋼材加熱到Ac1，及Ac3（或Accm）之間，并保持足夠的時間，除形成奧氏體外，還將含有一部分鐵素體或碳化物。對于亞共析鋼而言，加熱到上述溫度范圍時，其中的碳化物將迅速地固溶于奧氏體中，并保留一部分鐵素體。而過共析鋼，除碳化物溶入奧氏體使達(dá)飽和狀態(tài)外，還將留存一部分碳化物，此種留存的碳化物在適當(dāng)條件下將聚集球化。若加熱溫度高于Ac3或Accm，則將形成單相的奧氏體組織。但一些高碳高合金鋼，如高碳高鉻冷作模具鋼等，由于其中的特殊碳化物十分穩(wěn)定，不易溶入奧氏體中，以致加熱溫度雖然高于Accm并保持較長時間，也難獲得單一的奧氏體組織。奧氏體在高溫時的均勻程度、晶粒大小以及是否有碳化物顆粒存在，對鋼的退火組織有決定性的影響。單相均勻的奧氏體緩冷后，除在晶界上出現(xiàn)數(shù)量不同的先共析產(chǎn)物（鐵素體或碳化物）外，晶粒內(nèi)部將為粗細(xì)不同的珠光體。如奧氏體中有呈彌散狀態(tài)分布的碳化物顆粒存在，緩冷時又在略低于下臨界點保溫較長時間，則將形成球化體。
退火的允許加熱速度隨模具鋼材的化學(xué)成分、原始組織的不同而變。通常，模具鋼材中合金元素多，則加熱速度應(yīng)慢些。
在退火過程中，奧氏體形成的速度和成分的均勻程度決定于加熱溫度的高低和保溫時間的長短。加熱溫度愈高，保溫時間愈長，則奧氏體形成愈快，成分也愈均勻。但與此同時，尤其是加熱溫度愈高奧氏體的晶粒就會變得愈粗大。
在退火的正常緩冷條件下，均勻的奧氏體除先析出先共析產(chǎn)物外，其余將轉(zhuǎn)變成珠光體。其轉(zhuǎn)變溫度與冷卻速度有關(guān)，若冷卻速度愈快，奧氏體的轉(zhuǎn)變溫度愈低，珠光體的片層也將隨轉(zhuǎn)變溫度的降低而變得細(xì)薄，先共析產(chǎn)物的數(shù)量也將隨冷卻速度的增加而減少。由此可見模具鋼材退火加熱保溫后的冷卻速度的控制是很重要的。因為無論是先共析產(chǎn)物的多少和珠光體的粗細(xì)，都將影響模具鋼材退火后的各種性能。
退火工藝需要很長時間。為了縮短整