440C、9Cr18Mo、102Cr17Mo 均属于高碳高铬马氏体不锈钢（102Cr17Mo 为欧洲牌号，对应国内近似牌号 9Cr18MoV，含碳量更高，约 1.00%~1.10%，铬 16%~18%，钼 0.75%~1.25%，部分含钒），三者均以高硬度、高耐磨性为核心特点，常用于轴承、刀具、精密模具等场景。以下是三者统一与差异化的热处理工艺解析：
一、共性基础工艺：退火处理（软化与预处理）
1. 工艺目的
消除锻造 / 轧制内应力，降低硬度以改善切削性能，获得均匀的球状碳化物组织（为后续淬火提供优质基体）。
2. 统一工艺参数
加热温度：800~850℃（高于 Ac₁相变点，促进碳化物部分溶解并球化）；
保温时间：2~4 小时（直径每增加 25mm，延长 30 分钟，确保心部碳化物充分球化）；
冷却方式：随炉缓慢冷却至 600℃以下后空冷（避免碳化物沿晶界析出形成网状，导致后续淬火开裂）。
3. 处理后性能
硬度：≤255 HBS（440C）、≤269 HBS（9Cr18Mo）、≤270 HBS（102Cr17Mo，因碳含量更高，硬度略高）；
组织：铁素体 + 均匀球状碳化物（Cr₂₃C₆，含钼时部分为 (Mo,Cr)₂₃C₆）；
应用：切削加工前预处理，或对硬度要求低的工况。
二、核心强化工艺：淬火处理（硬化关键）
三者因成分差异（碳、钼含量），淬火温度略有不同，需针对性调整：
牌号 加热温度 保温时间 冷却方式 核心原理
440C 1010~1070℃ 1~2 小时 油冷（≤30mm 棒材）；强制油冷（＞30mm） 碳含量中等，避免高温导致晶粒粗大（温度过高易脆化）
9Cr18Mo 1050~1100℃ 1~2 小时 同 440C 含钼（0.5%~1.0%），需稍高温度促进钼溶解（钼可提升淬透性和回火稳定性）
102Cr17Mo 1050~1100℃ 1.5~2.5 小时 同 440C 碳含量更高（1.00%~1.10%），且含钒（细化晶粒），保温时间略长以确保碳充分溶解
淬火后共性特点
硬度：≥60 HRC（未回火状态，硬而脆，内应力极大）；
组织：针状马氏体 + 残余奥氏体 + 少量未溶碳化物；
关键注意：淬火后 1 小时内必须回火，否则易因内应力过大开裂。
三、性能调控：回火处理（平衡硬度与韧性）
根据使用场景选择回火温度，三者回火规律相似，但因成分差异，性能略有区别：
1. 低温回火（150~200℃）—— 极致耐磨场景
目的：保持最高硬度，小幅降低内应力（韧性提升有限）；
保温时间：2~4 小时（确保应力释放）；
冷却方式：空冷；
性能差异：
440C：硬度 58~62 HRC，耐磨性优异，韧性较低；
9Cr18Mo：硬度 57~61 HRC，含钼使回火稳定性略优，耐磨与耐蚀性平衡更好；
102Cr17Mo：硬度 59~63 HRC（碳含量高，硬度峰值更高），含钒细化组织，抗崩裂性优于前两者；
应用：轴承滚珠、精密刀具刃口、高压阀门密封件。
2. 中温回火（250~300℃）—— 耐磨与抗冲击平衡
目的：适当降低硬度，提升冲击韧性（仍保持高耐磨性）；
性能：三者硬度均为 55~58 HRC，102Cr17Mo 因钒的作用，韧性略高于前两者；
应用：模具刃口、轴承套圈（需抗冲击的耐磨部件）。
3. 高温回火（400~500℃）—— 低硬度高韧性场景（较少用）
目的：显著降低硬度，大幅提升韧性（耐磨性下降明显）；
性能：硬度 35~45 HRC，伸长率≥8%；
应用：需一定耐蚀性的耐磨轴类（非核心应用场景，因三者优势是高耐磨性）。
四、差异化工艺细节与注意事项
1. 102Cr17Mo 的特殊性（含钒）
钒（V）可细化晶粒并形成 VC 碳化物（高温稳定性优于 Cr₂₃C₆），因此：
淬火保温时间需比 9Cr18Mo 长 30 分钟（确保钒充分溶解）；
高温回火时（＞500℃），VC 不易聚集长大，回火稳定性优于前两者，适合对高温耐磨性有要求的场景（如高温轴承）。
2. 9Cr18Mo 的耐蚀性优化
钼可提升耐蚀性，淬火后若需进一步增强耐蚀性，可在低温回火后增加 “深冷处理”（-70~-80℃，保温 1~2 小时）：
作用：减少残余奥氏体（从 15%~20% 降至 5% 以下），同时析出细小碳化物，兼顾硬度（提升 1~2 HRC）和耐蚀性；
适用场景：海洋环境或腐蚀性介质中的耐磨部件。
3. 共性工艺风险规避
氧化与脱碳：必须用真空炉或氩气保护加热（高铬易氧化，高碳易脱碳），空气炉需涂高温抗氧化涂料（如铝基涂料）；
脆性区间：严禁在 475℃左右回火（易产生 475℃脆性，冲击韧性骤降）；高温回火后需空冷（避免 600~700℃缓冷导致的回火脆性）；
变形控制：细长棒材采用垂直悬挂加热 / 冷却，复杂形状棒材需 500℃预热 1 小时（减少热应力）。
五、典型工艺组合与应用对比
牌号 工艺组合 核心性能 典型应用
440C 淬火（1050℃油冷）+ 180℃回火 60~62 HRC，极致耐磨 精密轴承、刀具
9Cr18Mo 淬火（1080℃油冷）+ 180℃回火 + 深冷 59~61 HRC，耐蚀耐磨 水下轴承、医用刀具
102Cr17Mo 淬火（1080℃油冷）+ 200℃回火 61~63 HRC，高硬度抗崩裂 高速切削刀具、模具刃口
三者热处理核心均为 “高温淬火 + 低温回火”，但 102Cr17Mo 因高碳含钒，硬度和抗崩裂性最优；9Cr18Mo 因含钼，耐蚀性更突出；440C 则是性价比之选。工艺需严格控制碳化物形态和冷却速度，以避免开裂并最大化性能优势。
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