2-4 残余奥氏体的优缺点及亚零处理效果

大多数工具钢硬度随淬火温度升高而升高，但当超过更大淬火硬度时硬度降低。在高于获得更大硬度的淬火温度的温度下淬火硬度的降低是由于软质残余奥氏体 (γR) 增加所致。

图 1 显示了由于钢的淬火和冷却导致的面团质地的变化。在淬火过程中，加热状态下的面团组织是奥氏体组织，但在冷却过程中经过马氏体转变起点（Ms点）时，开始从奥氏体转变为马氏体。当温度进一步下降并达到马氏体转变的终点（Mf点）时，变为马氏体。但在含碳量高的工具钢中，Ms点在200℃左右，但Mf点低于室温，因此淬火后室温下的金相组织为马氏体+奥氏体。此时的奥氏体称为γR。

由于低碳钢的Ms和Mf点高，在室温下几乎不产生γR。另外，碳含量越高、Cr、Mo含量越高，Ms、Mf点越低，越容易产生γR。此外，即使钢种成分相同，淬火温度越高，碳和合金元素的固溶量越大，因此Ms和Mf点减少，γR量也增加。例如，SK85的淬火组织如图2所示，从1050℃的高温淬火时，观察到粗大的针状马氏体（着色部分）和大量的γR（白色部分）。

将产生大量γR的skd11等用于模具等时，耐磨性自然会不足，但会引起许多问题，如下面的1至5所示。

1. 由于硬质一次碳化物少，织物柔软，耐磨性较差。
2. 淬火 回火后，加工产品的尺寸缩小。
3. 处理后的产品尺寸因老化而不稳定。
4. 磨削时很难粘到平面磨床的固定磁铁上
5. 由于研磨过程中产生的热量，很可能会出现抛光裂纹。

因此，为了分解这个γR，经常对SKD11进行亚零处理。亚零处理是指冷却至0℃或更低温度的操作，通常在淬火后、回火前立即进行。亚零处理常用于刀具、模具和量规，其目的是提高耐磨性和防止老化。

例如，如图 3 所示，显示了 SKD11 的淬火硬度和 γR 的量，可以看出，当淬火温度超过可以获得更大淬火硬度的温度时，硬度降低，并且在同时，γR 增加。由于这种硬度降低的原因是软γR的增加，因此可以通过零下（SZ）处理来恢复硬度。

图 4 显示了使用 SKD11 的环形试件在零度以下温度下 γR 的马氏体形成状态，使用马氏体和奥氏体之间的磁性能差异。可以看出，亚零处理增加了更大磁导率和饱和磁通密度，且处理温度越低，数值越高。如果温度低于-100℃，这些变化的程度会很小，因此可以推断，当冷却到-100℃左右作为零下处理温度时，大部分γR已经转变为马氏体。