文章來源:天津大(da)無(wu)縫鋼管(guan)廠| 時間:2018/12/4 13:01:18
球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)又叫Spheroidizing annealing,是使(shi)鋼中碳化(hua)物球(qiu)(qiu)化(hua)而進行(xing)的(de)退(tui)火(huo),得到在(zai)鐵素體基(ji)體上(shang)均勻分布的(de)球(qiu)(qiu)狀(zhuang)或顆粒狀(zhuang)碳化(hua)物的(de)組織。
球化退火(Spheroidizing annealing):球化退火是使鋼中碳化物球化而進行的退火工藝。
將鋼加熱到(dao)Ac1以上(shang)20~30℃,保(bao)溫(wen)一段時間(jian),然后緩慢冷卻到(dao)略(lve)低于Ac1的(de)溫(wen)度,并停(ting)留一段時間(jian),使組織轉變完成,得(de)到(dao)在(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)基體(ti)上(shang)均(jun)勻分布的(de)球(qiu)狀或顆(ke)粒狀碳化物的(de)組織。
球(qiu)化退(tui)火(huo)(huo)主(zhu)要適(shi)用(yong)于(yu)共析鋼(gang)和過共析鋼(gang),如(ru)碳(tan)素(su)(su)工(gong)(gong)具(ju)鋼(gang)、合金工(gong)(gong)具(ju)鋼(gang)、軸承鋼(gang)等(deng)(deng)。這些鋼(gang)經軋制、鍛造后空(kong)冷,所得(de)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)是片(pian)層狀(zhuang)珠光(guang)體(ti)(ti)與網(wang)狀(zhuang)滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti),這種組(zu)(zu)(zu)織(zhi)硬而(er)脆,不僅難以切削加(jia)工(gong)(gong),且(qie)在(zai)以后淬火(huo)(huo)過程中也(ye)容易變形(xing)和開裂。而(er)經球(qiu)化退(tui)火(huo)(huo)得(de)到的(de)是球(qiu)狀(zhuang)珠光(guang)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi),其中的(de)滲(shen)碳(tan)體(ti)(ti)呈(cheng)球(qiu)狀(zhuang)顆(ke)粒,彌散分布在(zai)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)上,和片(pian)狀(zhuang)珠光(guang)體(ti)(ti)相(xiang)比,不但硬度(du)低,便于(yu)切削加(jia)工(gong)(gong),而(er)且(qie)在(zai)淬火(huo)(huo)加(jia)熱時,奧氏體(ti)(ti)晶粒不易長大,冷卻時工(gong)(gong)件變形(xing)和開裂傾向(xiang)小(xiao)。另(ling)外對于(yu)一(yi)些需要改善(shan)冷塑(su)性變形(xing)(如(ru)沖壓、冷鐓等(deng)(deng))的(de)亞共析鋼(gang)有時也(ye)可采用(yong)球(qiu)化退(tui)火(huo)(huo)。
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(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)工藝方(fang)法很多,最(zui)常用的(de)(de)兩(liang)種工藝是(shi)(shi)普(pu)(pu)通球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)和(he)等(deng)溫(wen)(wen)(wen)球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)。普(pu)(pu)通球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)是(shi)(shi)將(jiang)鋼加熱到(dao)Ac1以上20~30℃,保(bao)溫(wen)(wen)(wen)適當時(shi)間(jian),然后隨爐(lu)緩慢冷卻(que)(que),冷到(dao)500℃左(zuo)右(you)出爐(lu)空冷。等(deng)溫(wen)(wen)(wen)球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)是(shi)(shi)與(yu)普(pu)(pu)通球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)工藝同樣的(de)(de)加熱保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后,隨爐(lu)冷卻(que)(que)到(dao)略低于Ar1的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)進(jin)行(xing)等(deng)溫(wen)(wen)(wen),等(deng)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間(jian)為其加熱保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間(jian)的(de)(de)1.5倍。等(deng)溫(wen)(wen)(wen)后隨爐(lu)冷至500℃左(zuo)右(you)出爐(lu)空冷。和(he)普(pu)(pu)通球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)相比,等(deng)溫(wen)(wen)(wen)球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)(huo)不僅(jin)可(ke)(ke)縮(suo)短周期,而且可(ke)(ke)使球(qiu)(qiu)化(hua)組織均(jun)勻(yun),并能嚴格地控(kong)制退(tui)火(huo)(huo)后的(de)(de)硬(ying)度(du)。
球(qiu)化退火(huo)主要用(yong)于(yu)過共析的碳鋼(gang)(gang)及合金工具(ju)鋼(gang)(gang)(如(ru)制造刃(ren)具(ju),量具(ju),模具(ju)所用(yong)的鋼(gang)(gang)種)。其(qi)主要目的在(zai)于(yu)降(jiang)低硬度,改善切削(xue)加工性(xing),并為以后淬火(huo)作好(hao)準備。 這種工藝有利于(yu)塑性(xing)加工和切削(xue)加工,還能提高機械韌性(xing)。尤(you)其(qi)對于(yu)軸承(cheng)鋼(gang)(gang)、工具(ju)鋼(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)種而言,如(ru)在(zai)淬火(huo)前實施球(qiu)化退火(huo),即可(ke)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(nai)磨(mo)性(xing)和抗點(dian)蝕性(xing)等軸承的性(xing)能(neng)。
工具鋼
淬火效果均一;
抑(yi)制淬裂、淬彎(wan)等現象;
提高耐磨性、刀刃鋒利(li)程度及使用壽命。
根據鋼種和退火目的(de),球化(hua)退火可分(fen)以下幾種:
(1)普通球(qiu)化退火,即將鋼加熱到730~740℃保溫足夠(gou)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(gong)析成分附近的碳素(su)工具鋼。
(2)周(zhou)(zhou)期球(qiu)化退火,也叫(jiao)循環退火。它是(shi)在(zai)A點附(fu)近的溫(wen)度反(fan)復(fu)進行加(jia)熱(re)和冷卻(que),一般(ban)進行3~4個周(zhou)(zhou)期,使片狀(zhuang)珠(zhu)光(guang)(guang)體在(zai)幾次溶解一析出的反(fan)復(fu)過程中(zhong),碳化物得(de)以(yi)球(qiu)化。該工藝(yi)生產周(zhou)(zhou)期較(jiao)長,操作不方便,難以(yi)控(kong)制,適用于片狀(zhuang)珠(zhu)光(guang)(guang)體比較(jiao)嚴(yan)重的鋼。
(3)等溫(wen)球化退(tui)火。一(yi)般加熱到800±10℃,保溫(wen)后快冷到700±10℃(A1附(fu)近)再進(jin)行較長時間(jian)保溫(wen),之(zhi)后,以30~50℃/h的速度(du)冷卻到600℃出爐。一(yi)般軸承鋼多采用此工藝。
(4)變(bian)形-球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)。將塑(su)性(xing)變(bian)形與球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)工(gong)藝結合在一起(qi),由于塑(su)性(xing)變(bian)形的作用,鋼內位錯密度(du)和畸變(bian)能增加,促使片狀碳(tan)化(hua)物在退(tui)火(huo)時(shi)加速溶斷和球(qiu)(qiu)化(hua),從(cong)而加快球(qiu)(qiu)化(hua)速度(du),縮短球(qiu)(qiu)化(hua)退(tui)火(huo)時(shi)間(jian)。
根據變形制度的不同,又可分為(wei):
(1)將鋼材加熱到Acm和Ac1,之間的溫度(du)進行塑性變形,然后冷卻(que)到稍低于Ac1,溫度(du)進行球化退火;
(2)鋼(gang)材在高(gao)溫(wen)終軋(ya)后快冷到一定溫(wen)度后直接(jie)進行等溫(wen)處理的球化退火;
(3)鋼(gang)材冷(leng)變(bian)形后加熱(re)到(dao)稍低于Ac1,溫度而進行的球化退火。
球化(hua)(hua)退火(huo)的(de)(de)加(jia)熱溫度(du)是影響球化(hua)(hua)程度(du)完(wan)(wan)全與否的(de)(de)關鍵因素(su)。加(jia)熱溫度(du)選擇合適,既能保證片狀(zhuang)珠光體(ti)(ti)消失,又能保留一部分未完(wan)(wan)全溶于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu),作為球化(hua)(hua)核心(xin),最終(zhong)形成較(jiao)粗大(da)的(de)(de)顆粒狀(zhuang)碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)正常球化(hua)(hua)組織。奧氏(shi)體(ti)(ti)化(hua)(hua)溫度(du)很(hen)高時,碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)全部溶解(jie)并均(jun)勻化(hua)(hua),冷(leng)卻(que)后(hou)總是得到片狀(zhuang)珠光體(ti)(ti)。冷(leng)卻(que)速度(du)直接影響著碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)顆粒的(de)(de)大(da)小和(he)均(jun)勻性。冷(leng)卻(que)太快,碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)顆粒太細,并有形成片狀(zhuang)碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)可能,使硬度(du)偏(pian)高。冷(leng)卻(que)過慢時碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)顆粒又過于(yu)粗大(da)。
球(qiu)(qiu)化(hua)前的(de)(de)珠(zhu)光體細(xi)(xi)薄、碳化(hua)物細(xi)(xi)小而(er)分散(san)時,經形(xing)變熱處理而(er)得到的(de)(de)退化(hua)珠(zhu)光體組織等最(zui)易(yi)于(yu)球(qiu)(qiu)化(hua),并(bing)能縮(suo)短球(qiu)(qiu)化(hua)時間,提高球(qiu)(qiu)化(hua)質量和鋼的(de)(de)疲(pi)勞(lao)壽命。
咨詢(xun)熱線:022-84892002