球化退火工藝適用的材料、溫度、工藝

                                              時間: 2020-01-23 16:00:40 瀏覽次數:
                                              簡介:球化退火適用的材料通常指的是共析鋼和過共析鋼的,溫度范圍為20~30℃,常用工藝是普通球化退火和等溫球化退火。
                                                     球化退火適用的材料通常指的是共析鋼和過共析鋼的,例如:碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等,一般用的設備為球化退火爐。球化退火英文為:Spheroidizing annealing,不完全退火用于過共析鋼獲得球狀珠光體組織,又叫球化退火。球化退火是不完全退火的一種,溫度范圍小,在Ac1線上20~30℃。低中碳鋼合金鋼,完全退火后可均勻組織、細化晶粒、降低硬度、便于加工。高碳合金鋼,含有大塊兒狀碳化物,影響基體強度,球化退火目的是將大塊兒狀碳化物變成顆粒狀彌散的細小碳化物,減小對基體的強度影響。
                                              球化退火爐
                                              球化退火溫度
                                                     球化退火加熱溫度為Ac1+(20~40)℃或Acm-(20~30)℃,保溫后等溫冷卻或直接緩慢冷卻。在球化退火時奧氏化是“不完全”的,只是片狀珠光體轉變成奧氏體,及少量過剩碳化物溶解。因此,它不可能消除網狀碳化物,如過共析鋼有網狀碳化物存在,則在球化退火前須先進行正火,將其消除,才能保證球化退火正常進行。

                                              球化退火工藝
                                                     球化退火工藝方法很多,最常用的兩種工藝是普通球化退火和等溫球化退火。普通球化退火是將鋼加熱到Ac1以上20~30℃,保溫適當時間,然后隨爐緩慢冷卻,冷到500℃左右出爐空冷。等溫球化退火是與普通球化退火工藝同樣的加熱保溫后,隨爐冷卻到略低于Ar1的溫度進行等溫,等溫時間為其加熱保溫時間的1.5倍。等溫后隨爐冷至500℃左右出爐空冷。和普通球化退火相比,等溫球化退火不僅可縮短周期,而且可使球化組織均勻,并能嚴格地控制退火后的硬度。
                                              球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼(如制造刃具,量具,模具所用的鋼種)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并為以后淬火作好準備。 這種工藝有利于塑性加工和切削加工,還能提高機械韌性。尤其對于軸承鋼、工具鋼等鋼種而言,如在淬火前實施球化退火,即可獲得下列效果:
                                              軸承鋼:淬火效果均一;減少淬火變形;提高淬火硬度;改善工件切削性能;提高耐磨性和抗點蝕性等軸承的性能。
                                              工具鋼:淬火效果均一;抑制淬裂、淬彎等現象;提高耐磨性、刀刃鋒利程度及使用壽命。
                                              根據鋼種和退火目的,球化退火可分以下幾種:
                                              (1)普通球化退火,即將鋼加熱到730~740℃保溫足夠時間,然后以小于20℃/h的速度緩冷到650℃出爐。這種退火工藝適用于共析成分附近的碳素工具鋼。
                                              (2)周期球化退火,也叫循環退火。它是在A點附近的溫度反復進行加熱和冷卻,一般進行3~4個周期,使片狀珠光體在幾次溶解一析出的反復過程中,碳化物得以球化。該工藝生產周期較長,操作不方便,難以控制,適用于片狀珠光體比較嚴重的鋼。
                                              (3)等溫球化退火。一般加熱到800±10℃,保溫后快冷到700±10℃(A1附近)再進行較長時間保溫,之后,以30~50℃/h的速度冷卻到600℃出爐。一般軸承鋼多采用此工藝。
                                              (4)變形-球化退火。將塑性變形與球化退火工藝結合在一起,由于塑性變形的作用,鋼內位錯密度和畸變能增加,促使片狀碳化物在退火時加速溶斷和球化,從而加快球化速度,縮短球化退火時間。
                                              根據變形制度的不同,又可分為:
                                              (1)將鋼材加熱到Acm和Ac1,之間的溫度進行塑性變形,然后冷卻到稍低于Ac1,溫度進行球化退火;
                                              (2)鋼材在高溫終軋后快冷到一定溫度后直接進行等溫處理的球化退火;
                                              (3)鋼材冷變形后加熱到稍低于Ac1,溫度而進行的球化退火。
                                                     球化退火的加熱溫度是影響球化程度完全與否的關鍵因素。加熱溫度選擇合適,既能保證片狀珠光體消失,又能保留一部分未完全溶于奧氏體的碳化物,作為球化核心,最終形成較粗大的顆粒狀碳化物的正常球化組織。奧氏體化溫度很高時,碳化物全部溶解并均勻化,冷卻后總是得到片狀珠光體。冷卻速度直接影響著碳化物顆粒的大小和均勻性。冷卻太快,碳化物顆粒太細,并有形成片狀碳化物的可能,使硬度偏高。冷卻過慢時碳化物顆粒又過于粗大。
                                                     球化前的珠光體細薄、碳化物細小而分散時,經形變熱處理而得到的退化珠光體組織等最易于球化,并能縮短球化時間,提高球化質量和鋼的疲勞壽命。
                                              球化退火工藝適用的材料、溫度、工藝

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