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H13钢经常规热处理后的综合力学性能不足以满足日常生产需要。本文以H13钢为研究对象,对H13钢进行了预备热处理以及最终热处理(包括等温淬火处理及等温淬火+回火处理)。并对组织及力学性能进行了研究。H13钢经三种预备热处理,即球化退火、调质处理、球化退火+正火+球化退火,然后进行最终热处理,即1030°C保温20 min,奥氏体化后放入盐浴炉中进行低温等温淬火,等温温度分别为310°C、345°C、355°C。然后再进行回火处理。利用洛氏硬度计、岛津微拉伸试验机、摆锤式冲击试验机对试样的力学性能进行了测试。并用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪对试样的组织、相组成及冲击断口形貌进行了观察与分析。试验钢经预处理+等温淬火处理后得到了下贝氏体、残余奥氏体、少量马氏体及少量未溶碳化物的组织。得到的下贝氏体板条的宽度为97±22 nm~126±32 nm。组织中残余奥氏体有两种形态,一种为贝氏体板条间的薄膜状奥氏体,另一种为块状奥氏体。当预处理工艺相同时,随着等温温度的升高,贝氏体铁素体板条宽度逐渐增大,残余奥氏体含量逐渐减少,硬度和强度逐渐增加,冲击功和延伸率先减小再增加。当等温淬火工艺相同时,与调质预备热处理的等温淬火试样相比球化退火+正火+球化退火预备热处理的等温淬火试样贝氏体铁素体板条宽度更细,冲击功、延伸率以及强度更高。预处理+等温淬火试样经一次回火后出现了二次硬化现象,试样的硬度增加,冲击功降低。一次回火试样的组织中绝大部分的残余奥氏体均转变成了贝氏体和马氏体,并在回火过程中伴随着碳化物的析出。回火试样的硬度随回火次数的增加而降低。试验钢经球化退火+正火+球化退火预备热处理+310°C等温淬火最终热处理获得最佳力学性能。硬度51 HRC,冲击功40 J,抗拉强度2002 MPa,延伸率16.2%。并且综合力学性能优于常规热处理H13钢。