4.9 T12钢及T12A钢
1.性能特点
T12钢及T12A钢的碳含量较高，淬火后有较多的过剩碳化物，因此硬度和耐磨性均高，而韧性较低；可加工性好，正火可加速球化、提高淬透性、消除网状碳化物。该钢的淬透性、塑性及韧性均低于T10A钢。淬火不变形性较差，耐回火性也差，水淬时临界尺寸为15～18mm，油淬时临界尺寸为5～7mm。
2.化学成分、临界点及对应牌号
T12钢及T12A钢的化学成分见表4-23。T12钢及T12A钢的临界点及对应牌号见表4-41。
表4-41 T12钢及T12A钢的临界点及对应牌号
3.热处理工艺
（见表4-42）
表4-42 T12钢的热处理工艺
表4-43 T12钢的淬火工艺
注：1.方案Ⅲ用于防止软点。
2.方案Ⅳ和Ⅴ用于直径或厚度小于6～8mm的工件。
3.方案Ⅵ用于直径或厚度达10～12mm的工件。
4.有些工模具为了稳定尺寸，提高硬度、精度，需作冷处理，建议冷处理在淬火后1h内进行。冷处理温度为-50℃。
4.力学性能
T12、T12A钢的力学性能与回火温度的关系见图4-18。
图4-18 T12、T12A钢力学性能与回火温度关系
注：780℃水淬油冷。
5.淬透性
T12钢奥氏体等温转变图见图4-19，T12钢淬透性见图4-20，T12A钢的淬透性曲线见图4-21，T12钢硬度及残留奥氏体量与淬火温度的关系见图4-22。钢材淬火时，根据其尺寸大小而引起的淬火反应，即用图表示的一种质量效应，称为淬火反应曲线。这种曲线以淬火硬度（HRC）为纵坐标，以淬火冷却介质的冷却强度（H）为横坐标，采用一组淬火反应曲线以表示各种直径的截面（表面，R/2中心）硬度随冷却强度的变化。T12钢的淬火反应曲线见图4-23。
图4-19 T12钢奥氏体等温转变图
注：奥氏体化温度为790℃。
图4-20 T12钢淬透性
注：试样经不同温度加热，水中
淬火时沿直径上的硬度变化。
图4-21 T12钢淬透性曲线
注：奥氏体化温度为780℃。
图4-22 T12钢硬度及残留奥氏体量与淬火温度的关系
1—试样表面硬度 2—试样中心硬度
注：试样直径为φ20mm。
图4-23 T12钢的淬火反应曲线
c）T12钢φ25（1in）840℃ d）T12钢
注：依据图4-21绘制。
6.应用
T12、T12A钢用于制造刮刀、锉刀、剃刀、切削工具，如车刀、铣刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙，还可以用来制造量具、切烟草刀、冷镦模、拉丝模、小截面冷冲模与切边模、塑料成形模等。
1）T12A钢制冷冲模高温淬火、中温回火。预备热处理：880℃淬火，380℃回火。最终热处理工艺：780℃淬火，180℃回火，硬度为61HRC，冷冲模的寿命较常规处理提高2倍多。
2）T12钢制气门锁片整形模渗钛。气门锁片整形模采用粒状渗钛剂渗钛后，模具的寿命由原1.5万件提高到6万余件。
3）T12A钢制凹模锻造余热调质+氧氮共渗复合处理。最后一火终锻温度大约为850℃，不要空冷，而直接淬油，油冷至150～100℃，出油空冷；擦去表面油渍，立即放入井式炉580℃×2h回火，回火后水冷。
调质后精加工成品再进行500～570℃×3h氧氮共渗，最后再进行820～830℃加热，淬火冷却介质为碱浴+220℃硝盐浴，280℃×1.5h硝盐回火。模具刃口硬度为950～1000HV，表面层为57～60HRC，基体为50～55HRC，模膛变形≤0.03mm。
4）T12A钢制无刃口切断刀的微变形淬火。无刃口刀外形尺寸为φ100mm×5mm，内孔φ20mm，硬度要求55～58HRC，平面度公差≤0.10mm。工艺简介如下：
调质：770℃×4.5min盐浴加热，淬入三硝水溶液，600～610℃×1h回火。
淬火：850～860℃×80s半快速加热，淬入三硝水溶液中冷却2～3s，然后立即转入180～190℃硝盐中分级4min后空冷。淬火后硬度为62～63HRC。
回火：270～280℃×1h夹直回火，回火后硬度为56～57HRC，平面度公差≤0.06mm。
5）T12钢制锉刀快速球化退火。采用快速球化退火工艺，在不改变退火前后冷热加工工艺的情况下，保温时间由原来的5～6.5h缩短到现在的70～90min，降温时间（指从780℃奥氏体化温度降至球化温度下限680℃所需的时间）由原9.5～10h减少到4.5～5h，而且产品质量好。
6）T12A钢锉刀热处理新工艺。我国的锉刀出口量较大，由于质量不太优良，其价格仅为国际名牌——美国双刀牌锉刀的1/8～1/5。尽管两者所用的材料化学成分相近，但失效的形式完全不同。双刀牌锉刀主要为正常的磨损失效，国产锉刀主要为断齿崩刃等非正常失效，寿命差距很大。为提高国产锉刀质量，首先对进口高寿命锉刀进行分析解剖，最后找到理想的热处理工艺，已成功应用于批量生产。工艺简介如下：
预备热处理工艺：为了达到强韧化的效果，采用了两段球化退火工艺，改变了锉刀的原始组织。680～700℃×45min→840～850℃×2.5h→750℃×3h→680～700℃×4h，炉冷至500℃出炉空冷。
最终热处理工艺：采用快速加热短时保温的热处理工艺。由于加热温度相对低，保温时间又短，碳化物颗粒大小不均匀，溶解速度不同，故得到成分不均匀的奥氏体和一定数量的碳化物。淬火后的组织与美国双刀牌锉刀相近，为一定量的板条马氏体和较多的隐晶马氏体，碳化物大小不均，且棱角圆钝化。
国产T12A钢锉刀按上述工艺处理后，断口形貌与美国双刀牌锉刀一样，出现了大量的浅口韧窝和撕裂棱，锉削寿命都能达到50万次以上，失效形式为正常磨损。