球化退火的目的是什么,如何制订球化退火工艺

来源:热处理工艺问答作者:热处理网

    使钢中的碳化物球状化的退火方法称为球化退火

    (1)球化退火的目的

    1)降低硬度,改善切削加工性能。钢经球化退火后,形成的球状碳化物具有比片状碳化物低的硬度,有利于改善切削加工性能。

    2)细化组织,为淬火做好组织准备。在淬火加热过程中,由于球状碳化物比片状碳化物较难溶于奥氏体,因而可以阻止晶粒长大,减少和防止钢的过热。球化退火后得到的组织均匀,有利于减少淬火畸变和开裂倾向。

    3)提高淬火工件的耐磨性。由于球状碳化物在工件淬火后被完全保留下来,且均匀地分布在马氏体基体上,这些细而硬的小颗粒可以有效地提高工件的耐磨性。

    (2)球化退火工艺球化退火有普通球化退火、等温球化退火和周期球化退火等。

    1)普通球化退火

    ①加热温度。加热温度为Ac1+10~20℃。加热温度过高,溶入奥氏体中的碳化物太多,则会降低球化的成核率,容易形成片状珠光体。如果加热温度过低,则珠光体中的片状碳化物溶解不够,部分片状碳化物可能因未溶解而保留下来,可能得到细粒状与片状混合的珠光体组织。

    ②保温时间。其时间长短与零件有效厚度、工件的排列方式和装炉量大小等因素有关。由于球化退火的温度比完全退火低,故球化退火的保温时间应比完全退火稍长些。

    ③冷却。工件保温后以20~ 40/h的速度冷却至500℃以下出炉空冷。冷却速度影响着退火组织中碳化物颗粒的大小和分布的均匀性。在同一退火温度下,增大冷却速度,因碳化物来不及聚集和长大,而得到细小而弥散度较大的组织,使硬度偏高,不利于切削加工。冷却速度过小,碳化物容易聚集成较大的颗粒。通常,球化退火保温后,直接缓慢冷却的冷却速度应比普通退火慢些。这种退火方法球化较充分,但生产周期长。适用于截面大的工件及装炉量大的情况。

    2)等温球化退火。其加热温度为Ac1+20~30℃,保温后冷却到Ar1-20~30℃,等温一段时间(等温时间取决于等温转变曲线及工件截面尺寸大小),然后随炉冷却至500℃以下出炉空冷。这种方法退火后的组织比较均匀,且易于控制,生产周期较短。

    3)周期球化退火。它是将钢在Ac1+10~20℃加热,保温后在Ar1-20~30℃等温一段时间,如此反复进行多次等温球化退火,然后随炉冷至500℃以下出炉空冷。这种方法得到的球状碳化物不够均匀,且操作较麻烦,生产中应用较少,主要用于原始组织为粗片状珠光体的情况。

    球化退火适用于共析钢或过共析钢件的退火,如工具、模具、轴承等。