二次硬化即某些鐵碳合金須經多次回火后，才進一步提高其硬度，這種硬化現象稱為二次硬化。4Cr5MoSiV1模具鋼的二次硬化使其擁有了良好的耐磨性、強韌性配合和熱穩定性。

含V、Mo、Cr強碳化物合金元素的4Cr5MoSiV1模具鋼經較高淬火溫度淬火后，獲得馬氏體M組織，從而使馬氏體組織中擁有較高C含量和較多數量的V、Mo、Cr。由于這些合金元素的存在，即使回火溫度較高時，馬氏體中C含量也降低甚微，從而提高了模具鋼的回火穩定性。同時，在520±10℃高溫回火過程中，從M中析出彌散細小的再生Vc、M02及Cr7C3等高硬度的彌散的強化相，是其在回火過程中，不但韌性提高，而且硬度，強度也得以提高。另外，二次回火后，還會使淬火后未能轉變成馬氏體的殘留奧氏體，在回火冷卻過程中，繼續轉變成馬氏體，起到二次淬火的作用。上述原因綜合作用下，使得4Cr5MoSiV1模具鋼經二次硬化后，強度、硬度加強，變形減小，耐磨性提高，劃傷減少，且利于管材表面光潔度的提高。另外，使用過程中的軟氮化處理，對提高模具的硬度，耐磨性也起到一定的作用。

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