球化退火工艺适用的材料、温度、工艺

时间: 2020-01-23 16:00:40 浏览次数:
简介:球化退火适用的材料通常指的是共析钢和过共析钢的,温度范围为20~30℃,常用工艺是普通球化退火和等温球化退火。
       球化退火适用的材料通常指的是共析钢和过共析钢的,例如:碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等,一般用的设备为球化退火炉。球化退火英文为:Spheroidizing annealing,不完全退火用于过共析钢获得球状珠光体组织,又叫球化退火。球化退火是不完全退火的一种,温度范围小,在Ac1线上20~30℃。低中碳钢合金钢,完全退火后可均匀组织、细化晶粒、降低硬度、便于加工。高碳合金钢,含有大块儿状碳化物,影响基体强度,球化退火目的是将大块儿状碳化物变成颗粒状弥散的细小碳化物,减小对基体的强度影响。
球化退火炉
球化退火温度
       球化退火加热温度为Ac1+(20~40)℃或Acm-(20~30)℃,保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全”的,只是片状珠光体转变成奥氏体,及少量过剩碳化物溶解。因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物存在,则在球化退火前须先进行正火,将其消除,才能保证球化退火正常进行。

球化退火工艺
       球化退火工艺方法很多,最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却,冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后,随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温,等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比,等温球化退火不仅可缩短周期,而且可使球化组织均匀,并能严格地控制退火后的硬度。
球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具,量具,模具所用的钢种)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。 这种工艺有利于塑性加工和切削加工,还能提高机械韧性。尤其对于轴承钢、工具钢等钢种而言,如在淬火前实施球化退火,即可获得下列效果:
轴承钢:淬火效果均一;减少淬火变形;提高淬火硬度;改善工件切削性能;提高耐磨性和抗点蚀性等轴承的性能。
工具钢:淬火效果均一;抑制淬裂、淬弯等现象;提高耐磨性、刀刃锋利程度及使用寿命。
根据钢种和退火目的,球化退火可分以下几种:
(1)普通球化退火,即将钢加热到730~740℃保温足够时间,然后以小于20℃/h的速度缓冷到650℃出炉。这种退火工艺适用于共析成分附近的碳素工具钢。
(2)周期球化退火,也叫循环退火。它是在A点附近的温度反复进行加热和冷却,一般进行3~4个周期,使片状珠光体在几次溶解一析出的反复过程中,碳化物得以球化。该工艺生产周期较长,操作不方便,难以控制,适用于片状珠光体比较严重的钢。
(3)等温球化退火。一般加热到800±10℃,保温后快冷到700±10℃(A1附近)再进行较长时间保温,之后,以30~50℃/h的速度冷却到600℃出炉。一般轴承钢多采用此工艺。
(4)变形-球化退火。将塑性变形与球化退火工艺结合在一起,由于塑性变形的作用,钢内位错密度和畸变能增加,促使片状碳化物在退火时加速溶断和球化,从而加快球化速度,缩短球化退火时间。
根据变形制度的不同,又可分为:
(1)将钢材加热到Acm和Ac1,之间的温度进行塑性变形,然后冷却到稍低于Ac1,温度进行球化退火;
(2)钢材在高温终轧后快冷到一定温度后直接进行等温处理的球化退火;
(3)钢材冷变形后加热到稍低于Ac1,温度而进行的球化退火。
       球化退火的加热温度是影响球化程度完全与否的关键因素。加热温度选择合适,既能保证片状珠光体消失,又能保留一部分未完全溶于奥氏体的碳化物,作为球化核心,最终形成较粗大的颗粒状碳化物的正常球化组织。奥氏体化温度很高时,碳化物全部溶解并均匀化,冷却后总是得到片状珠光体。冷却速度直接影响着碳化物颗粒的大小和均匀性。冷却太快,碳化物颗粒太细,并有形成片状碳化物的可能,使硬度偏高。冷却过慢时碳化物颗粒又过于粗大。
       球化前的珠光体细薄、碳化物细小而分散时,经形变热处理而得到的退化珠光体组织等最易于球化,并能缩短球化时间,提高球化质量和钢的疲劳寿命。
球化退火工艺适用的材料、温度、工艺

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