ZGWl8Cr4V铸钢金相组织
ZGWl8Cr4V是一种常用的高速钢，通常在锻压加工之后使用。采用熔模精密铸造的办法直接铸成所需工具，这样可以节省许多加工工时，还能节约大量宝贵的金属材料。
铸造高速钢在力学性能上(主要在抗弯和抗冲击性能上)比起锻造钢来要脆得多，但是在红硬性和切削性能方面并不比锻造高速钢逊色。脆的原因主要是粗大莱氏体网的存在和铸造本身带来的一些缺陷所引起。
莱氏体是硬而脆的一种组织，在铸造高速钢中它包围在树枝状组织的周围，造成材料的脆性，另一方面也提高了材料的硬度，红硬性和耐磨性。
铸造高速钢适用于来生产形状比较复杂不容易加工，又不要求很高的抗弯和抗冲击性能的各种刀具。ZGW18Cr4V 含碳0.7～0.8％，属于莱氏体钢，经熔炼浇注之后当达到凝固温度的时候，首先从液体中生成δ相的树枝状结晶组织。δ相是一种固溶体，含碳量与合金元素都比较低。
当温度降低到包晶反应区的时候，液体与δ相发生包晶反应L+δ →γ,生成γ相包围在相的外层。
γ相也是一种固溶体，含碳与合金元素比δ相要多些。在形成γ相时，必须通过碳与合金元素由外向里不断扩散，转变才能进行。当冷却速度比较快的时候，形成的γ相隔断了δ相与液体的接触，使扩散不能充分进行，反应也就减慢，温度再降低到一定范围，包晶反应就能看到外层的γ相和内层的δ相残余的存在。如果冷却速度比较慢，那么这种反应就进行得比较完全， δ相的量就大大减少甚至消失。
当温度降低到1330℃～1300℃时，剩余的液体就发生共晶反应L→γ+C，生成由γ固溶体和含 W、Cr、V等元素的复合碳化物的骨骼状共晶莱氏体，分布在原先形成的树枝状组织的外围空隙中 构成一个网络包在γ固溶体的四周，到这个时候全部溶体都凝固完毕。
继续冷却时从γ固溶体内平衡浓度的变化还要析出二次碳化物。
当温度降到900℃以下还将从γ相中析出铁素体；直到800℃左右。
在800℃～780℃区间，γ相将发生共析分解，形成索氏体和屈氏体；δ相将析出碳化物。所以 铸造之后缓慢冷却情况下,将得到的组织应该有：
1．索氏体和屈氏体
2．共晶莱氏休(一次碳化物)
3．二次碳化物
4．共析碳化物
5．铁素体
冷却比较快的时候，一部份γ相直接转变成马氏体和残余奥氏体。
冷却速度愈快，马氏休和残余奥氏体量愈多。金相浸蚀之后呈白色马氏体(或隐针状)+残余奥氏体，通常称它们为白色组织。
由δ相分解和由γ相分解的产物的因含合金元素和碳量不同，弥散情况也不同，属于索氏体的范围，通常被称为黑色组织。
莱氏体中含碳与合金元素最多，硬度约在HV900～1000
白色组织(马氏体十残余奥氏体)硬度约在HV650～750
黑色组织(索氏体十屈氏休)硬度约在HV300～400
ZGWl8Cr4V铸钢在880℃～900℃之间退火。退火之后的组织仍为共晶。由莱氏体和索氏体与屈氏体组成。马氏体、残余奥氏体基本上全部分解。
ZGWl8Cr4V铸钢，在1280℃～1300℃间淬火得到的组织主要是稳针马氏体和残余奥氏体及沿着晶界分布的共晶莱氏体，以及没有完全溶解而留下的黑色组织，低于这一温度淬火合金元素的溶解太少，红硬性也差得多。随着淬火温度的升高，黑色组织和莱氏体逐渐溶解，奥氏体中合金元素亦增多，红硬性和切削性能都显著提高。淬火温度超过1300℃莱氏体的骨骼形状从清析变为模糊，逐渐聚集成小块炭化物，黑色组织也开始大量溶解。淬火温度接近1320℃左右，莱氏体基本上溶解完毕，余下的聚集成角状碳化物，沿晶界形成网状分布，黑色组织这时也几乎全部溶解，晶粒急剧长大，形状变为大小不均的等轴晶粒，呈现明显的过热状态。
回火以后的组织是由共晶莱氏体、碳化物、回火马氏体以及未溶解的黑色组织组成。
一般都采用在560℃回火三次，每次一小时或者二小时，以促使残余奥氏体最大限度的转变成马氏体，并尽量减少历次转变造成的内应力，这时由于Cr、W、V的碳化物的弥散析出及奥氏体的大量转变，造成明显的二次硬化。低于560℃回火时，这两个过程进行不充分，加上渗碳体碳化物的析出，引起硬度的下降。回火温度高于600℃以上时，由于碳化物析出加剧，并聚集长大，硬度也很快下降。
| |
|
|
光学放大倍数：100×
浸蚀剂：4%硝酸酒精
材料及状态：ZGWl8Cr4V铸态
处理：熔模精密铸造
织及说明:冷却较慢沿晶界白色骨骼状的是共晶莱氏体，附近白色部分是稳针马氏体和残余奥氏体。黑色树枝组织外围是由γ相分解形成的共析产物，中心部份是由δ相分解形成的共析产物，屑于索氏体、屈氏体混合组织。HRC50～54
|
光学放大倍数：500×
浸蚀剂：4%硝酸酒精
材料及状态：ZGWl8Cr4V铸态
处理：熔模精密铸造
组织及说明:左图放大
|
| |
|
|
光学放大倍数：200×
|
光学放大倍数：500×
|
|
浸蚀剂：4%硝酸酒精
|
浸蚀剂：8%硝酸酒精
|
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V退火
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V淬火
|
|
处理：880℃～900℃保温4小时炉冷
|
处理：820℃予热，1240℃盐炉保温3分钟淬火，600℃分级盐炉空冷。
|
|
组织及说明:沿晶界分布，骨骼状的是共晶莱氏体。晶粒全部由黑色组织(索氏体、屈氏体)组成，晶界上聚集有块状碳化物。HRC35～40
|
组织及说明:黑色组织大部份未溶解，莱氏体仍然以骨骼状分布于晶界上，白色基底是淬火后的隐针马氏体和残余奥氏体。由于淬火温度较低，合金元素溶入奥氏体较少，红硬性差。HRC62～63
|
|
|
|
| |
|
|
光学放大倍数：500×
|
光学放大倍数：500×
|
|
浸蚀剂：8%硝酸酒精
|
浸蚀剂：8%硝酸酒精
|
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V回火
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V淬火
|
|
处理：820℃予热，1240℃分级淬火560℃回火三次，每次一小时。
|
处理：820℃予热，1260℃盐炉保温3分钟淬入600℃分级盐炉2分钟取出空冷。
|
|
组织及说明:共晶莱氏体回火后仍清晰地分布在晶界上呈骨骼状，马氏体和残余奥氏体己全部分解，黑色部份由未溶解的索氏体、屈氏体和回火马氏体组成。HRC63～64
|
组织及说明:黑色组织有少量溶解，莱氏体仍呈骨骼状分布于晶界，没有明显变化。白色组织(隐针马氏体和残余奥氏体)稍多。1260℃淬火后碳化物溶解仍不足，红硬性比正常淬火要差些。HRC62～63
|
|
|
|
| |
|
|
光学放大倍数：500×
|
光学放大倍数：500×
|
|
浸蚀剂：8%硝酸酒精
|
浸蚀剂：4%硝酸酒精
|
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V回火
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V淬火
|
|
处理：820℃予热，1260℃分级淬火560℃回火三次，每次一小时。
|
处理：820℃予热，1280℃盐炉保温3分钟，淬入600℃分级盐炉2分钟后取出空冷。
|
|
组织及说明:共晶莱氏体仍分布在晶界上，马氏体和残余奥氏体己全部分解。黑色部份由未溶解的索氏体、屈氏体和回火马氏体组成。HRC63～64
|
组织及说明:黑色组织仍只部份溶解，莱氏体在有些地区已经溶解。白色组织增多，由于碳化物合金元素溶入奥氏体，红硬性显著提高。HRC63～64
|
|
|
|
| |
|
|
光学放大倍数：500×
|
光学放大倍数：500×
|
|
浸蚀剂：10%硝酸酒精
|
浸蚀剂：10%硝酸酒精
|
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V回火
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V淬火
|
|
处理：820℃予热，1280℃分级淬火，560℃回火三次每次一小时。
|
处理：820℃予热，1300℃盐炉保温3分钟淬入600℃分级盐炉，2分钟后取出空冷。
|
|
组织及说明:共晶莱氏体呈骨骼状分布在晶界上，局部地区已经溶解和聚集。马氏体，残余奥氏体己全分解，黑色部分由未溶解的索氏体、屈氏体和回火马氏体组成。HRC63～64
|
组织及说明:黑色组织已大为减少，莱氏体大部份溶解，余下的聚集成小块碳化物。个别地区还能看到呈骨骼状的小块。莱氏体白色组织(马氏体和残余奥氏体)比以前更多，奥氏体晶粒开始长大，红硬性比较好。HRC63～64
|
|
|
|
| |
|
|
光学放大倍数：500×
|
光学放大倍数：500×
|
|
浸蚀剂：10%硝酸酒精
|
浸蚀剂：10%硝酸酒精
|
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V回火
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V淬火
|
|
处理：820℃予热，1300℃分级淬火，560℃回火三次每次一小时。
|
处理：820℃予热，1320℃盐炉保温3分钟淬入600℃分级盐炉，2分钟后取出空冷
|
|
组织及说明:莱氏体已大部份溶解，余下部份已经聚集。黑色部份由少量索氏体屈氏体和回火马氏体组成局部地区晶粒开始长大。
|
组织及说明:黑色组织基本上全部溶解只剩少许残余，莱氏体也接近全部溶解，剩余的聚集成大块角状炭化物分布在晶界晶粒已转变成等轴状并急剧长大组织呈过热状态。
|
|
|
|
|
光学放大倍数：500×
|
光学放大倍数：500×
|
|
浸蚀剂：10%硝酸酒精
|
浸蚀剂：8%硝酸酒精
|
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V回火
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V过烧
|
|
处理：820℃予热，1320℃分级淬火,560℃回火三次每次一小时
|
处理：820℃予热,淬火时温度超过1320℃以上空冷
|
|
组织及说明:莱氏体己全部溶解,剩余的聚集成块状，晶粒已显著粗大并形成等轴状，晶粒呈过热态，冲击韧性、抗弯强度下降。
|
组织及说明:过烧后己歪曲变形晶粒白色部份是淬火马氏体和残余奥氏体,中心黑色部份是被氧化区域，有的地方出现粗大针状马氏体沿晶界呈局部熔化后，形成的二次莱氏体。
|
|
|
|
|
光学放大倍数：1000×
|
光学放大倍数：500×
|
|
浸蚀剂：8%硝酸酒精
|
浸蚀剂：8%硝酸酒精
|
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V淬火过烧二次莱氏体
|
材料及状态：ZGWl8Cr4V淬火过热
|
|
处理：
|
处理：淬火过热820℃予热,1320℃淬火停留时间过长淬入油中
|
|
组织及说明:二次莱氏体放大
|
组织及说明:莱氏体已聚集成粗大网状炭化物，晶内出现大量粗大针状马氏体，基底是残余奥氏体。
|