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本文以3Cr2Mo塑料模具钢为研究对象，主要对其预硬化热处理及其机理进行了系统的研究，同时采用膨胀法并结合金相—硬度法以及DSC热分析法测得了3Cr2Mo钢的CCT图，还对出厂态钢板的质量进行了综合分析。结果表明，出厂态钢板的整体质量较好，但某些区域存在带状组织，且无法通过其后的热处理消除；存在的非金属夹杂物多数为不易变形的脆性硅酸盐类夹杂物，也存在极少量的纺锤状(Mn,Ca)S复合夹杂物和长条形硫化锰夹杂物。根据测得的CCT图，分析了以不同冷却速度连续冷却时的组织转变；阐明了冷却速度与组织的演变以及硬度变化的关系；确定了实验钢不存在马氏体转变的下临界冷却速度在0.5℃/s至0.7℃/s之间，马氏体转变的上临界冷却速度在1℃/S和1.5℃/S之间。实验钢的最佳预硬化热处理工艺为(850～920)℃油淬（保温1h）＋(570～630)℃回火2h，此时组织转变充分且均匀，碳化物细小弥撒分布在整个基体内，硬度达到较佳的使用范围(28～36HRC)，且具有高的强度和好的韧性搭配，能够满足塑料模具钢使用的要求。