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球化退火

球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。将钢加热到Acl以上20〜

30C,温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或

颗粒状碳化物的组织。

球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢

等。这些钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这

种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。

而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布

在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬

火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外关于一

些需要改善冷塑性变形(如冲压、冷锁等)的亚共析钢有时也可采纳球化退火。

球化退火加热温度为Acl+(20〜40)℃或Acm-(20-30)℃,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，才干确球化

退火正常进行.

球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是一般球化退火和等温球化退火。

一般球化退火是将钢加热到Acl以上20〜30C,温适当时间，然后随炉缓慢

冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与一般球化退火工艺同样的加

热温后，随炉冷却到略低于Ari的温度进行等温，等温时间为其加热温时

间的1.5倍。等温后随炉冷至500C左右出炉空冷。和一般球化退火相比，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。

要知道AC1线是什么，就一定要弄懂铁碳合金状态图。见图。

因为A1线和A3线是铁碳合金状态图中的特性线，AC1线和AC3线是略比A1线

和A3线上移的类似特性线。

铁碳合金状态图表示铁碳合金在不同成分和温度下的组织、性能以及它们之间

互相关系的图形。又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通过实验的方法建

立起来的。它是研制新材料，制定合金熔炼、铸造、压力加工和热处理等工艺

的重要工具。所以你必需要掌这个工具。

相图的纵坐标代表温度，横坐标代表含碳量。

不同的区域表示不同的组织，图中的几个基本概念：纯铁、钢、铸铁；共析钢、

亚共析钢、过共析钢；共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁。

图中的特性点

A点：纯铁的熔点1538℃

C点：共晶点1148℃

D点：渗碳体的熔点1227℃

S点：共析点727c

G点：纯铁的同素异晶转变点912℃

E点：C在Y-Fe中最大溶解度1148c

P点：C在a-Fe中最大溶解度727℃

Q点：室温时C在a-Fe中最大溶解度

图中的特性线

ACD：液相线，液相冷却至此开始析出固相，固相加热至此全部转化为液相。

AECF：固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，固相加热至此开始转化。

GS：A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入A,又称A3线。

ES：C在A中的溶解度曲线，又称Acm线。

ECF：共晶线，含C量2.11%—6.69%的铁碳合金至此发生共晶反应，结晶出A

与Fe3c混合物--莱氏体Ld。

PSK：共析线，含C量在0.0218%~6.69%的铁碳合金至此反生共析反应，产生

珠光体P,又称A1线。

其中要特别注意A1线、A3线和Acm线。它们经常和退火及其它热处理工艺有密

切关系。

钢在实际加热和冷却时不可能非常缓慢，因此，钢中的相转变不能完全按铁碳

合金相图中的Al、A3和Acm线，而有一定的滞后现象，即出现过热加（热时）或

过冷冷（却时）现象。

加热或冷却时的速度越大，组织转变偏离平衡临界点的程度也越大。为区别起

见，把冷却时的临界点记作Ari、Ar3、Arcm；加热时的临界点记作Acl、Ale

3、Acc