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球化退火的方法
阅读(3944) 次 2012-10-19 10:22:55
一、球化退火的定义
使钢中碳化物成为球状化的退火工艺，称为球化退火。一般将钢材奥氏体化后，冷却到Ar1温度长时间等温保持，并控制降温的速度，才可以达到球化效果。
二、球化退火的目的
改善机械物性质, 降低材料硬、强度，提高冷加工性;使工件以较低能量锻压成形，容易切削; 减少模具损耗;避免工件迸裂、扭曲。
三、球化退火的方法
1、长时间加热法
2、缓冷法
3、等温球化法
4、循环球化法
5、淬火及球化退火组合法
1、长时间加热法
加热至A1以下20-50℃，长时间保温后冷却，如图1，适用于冷加工材或淬火材，不适用于粗大的网状碳化物。
图1 长时间加热法
2、缓冷法
加热至AC1以上，AC3以下或AC1与A㎝之间，均温一段时间后，缓冷至Ar1以下，再快冷。
图2 缓冷法
优点：
（1）节省球化处理时间，提高产量。
（2）能以较短的处理时间，达到降低硬度的效果。
缓冷法之注意事项
（1）均温温度与均温时间有一****搭配，而使球状化易于进行。
（2）适选择冷却速度，太快易形成条状、或棒状碳化物。
（3）缓冷至Ar1后，继续徐冷10-20℃后，再进行快冷，以确保变态完成，特别是Bell-type，大入炉量时更须留意。
3、等温球化
加热至AC1与AC3之间，或AC1与A㎝之间均温一段时间后，冷至Ar1以下，再恒温一段时间，促使碳化物进行球状化，待完成变态后，快冷之。
图3 等温球化法
4、循环球化
以A1点为界限，在此微上微下温度反复加热冷却方法。
图4 循环球化法
5、淬火及球化退火组合法
加热至A3或A㎝上方，使碳化物完固溶于沃斯田铁后，急速冷却然后以１至４的方法球化。
图5 淬火及长时间加热组合法
四、影响球化之因素
1、球化模式，如均温温度、冷却速度。
2、合金元素的添加，如Cr、Mo、V……等。
3、前加工度，如拉丝减面率大小。
4、钢材原来的组织，如处理前碳化物之形态、大小、分布等。
五、球化处理对冷镦性的影响
（1）变形抵抗
变形抵抗是钢料在冷镦成形时，所需加工压力之高低。钢料之变形抵抗愈大时，冷镦机械之功率须增大，模具设备易损耗，故变形抵抗是决定冷镦设备之容量、构造及模具寿命之主要因素。
（2）变形能
变形能是冷镦成形时，工件发生龟裂或迸裂之难易程度。变形能大时可承受较大之加工变形量，钢料仍不会龟裂、迸裂；而变形能小时，在冷镦时易发生迸裂，增加件之失败率。
（3）加工硬化率
定义：
拉力试验时，在荷重与伸长关系上求出真应力（σ）及真应变（ε）曲线，定ε＝0.8时之σ值为加工硬化率。
六、冷锻性与球化品质之关系
1、 变形抵抗：
与材料之硬度值及拉力强度有关。
2、变形能：
与材料之金相组织有关，如完全退火，正常化组织之变形能比球化组织差。就球化组而言，雪明碳铁之球状化比率愈高时，变形能愈佳；且以雪明碳铁成微细粒状均匀分散在肥粒铁基地之组织，其变形能****。
七、球化率评估方法
1、球状碳化物百分率
以放大1500-4000倍之金相，测量每个碳化物的长边及短边，其长边及短边之比在5以下者视为球状化碳化物，每测定若干个，则可计算球状碳化物的百分率为：
2、相片比对法
(1) 依上述方法建之球化百分率相片集如95%、90%、85%，……等级数，而后仅须比对相片，即可快速求得球化百分率。
(2) 依JIS G3539标准，将球化率分成六级，以比对图片的方法，评估球化率等级。
