图5 树枝晶长大过程

       成分分析显示，图1中A、B位置由于钢锭浇铸时的选份结晶，钢中存在微区成分差异。如图 6 所示，由于A位置的铬含量高于B位置，使得此处的奥氏体转变曲线向右移，降低了钢的冷却速度。在同等淬火冷却强度下，A 位置的奥氏体过冷度大于 B 处，因 此 A 位置的奥氏体转变为马氏体的冷却速度更快，导致此处的硬度高于 B 位置。同时，由于此处的铬含量偏高，相比更耐腐蚀，因此在显微镜下呈现黑白两种形貌。

       淬火后的4Cr13钢在回火条件下[3]，由于时间的延续或温度的变化，其析出碳化物的类型也发生变化， 即（Fe、Cr）3C→（Cr、Fe）7C3→（Cr、Fe）23C6。

钢经一次回火后，钢中部分碳原子从碳化物中析出，但仍有一部分碳原子固溶在碳化物中。二次回火给这些碳原子继续提供能量，马氏体中的过饱和碳原子继续进行扩散，畸变能进一步得到释放，因此从显微镜下观察，钢中的碳化物条带状组织趋于均匀，试样中的白色组织明显减少，如图2 所示。

图6 4Cr13钢TTT曲线

4.2 在线预硬与离线预硬的组织分析

       4Cr13钢为过共析钢，在退火组织中，其碳化物含量较多，即使采用1,060℃~1,100℃的温度进行奥氏体化，钢中的碳化物也不能完全溶解。但是由于淬火温度高于1,100℃时，钢中存在较多的残余奥氏体，淬火硬度反而下降，因此传统的淬火温度一般选择在1,050℃进行加热[4]。

       在线预硬化是指模具钢轧制后，使用轧制余热不经补偿加热直接进行淬火的工艺。由于使用轧制余热，轧前加热炉加热温度高，因此大部分合金元素在奥氏体中得到溶解，具备一定淬火的组织条件。同时由于其具有工艺流程短、能耗低等优势，已逐渐被市场采纳，其一般的淬火温度约为830℃~850℃。

       由于其工艺特点，较传统的调质仍有所区别。图4是经电渣重熔的4Cr13离线调质、二次回火后的组织形貌，可以看出，其组织为回火马氏体和粒状碳化物，细致均匀，可用于具有高抛光性、高耐蚀、高表面质量要求的模具制造，如光照相机、太阳眼镜镜片等光学产品以及注射器和分析药瓶等医疗器械产品。