表面淬火（二）

⑤球化退火

球化退火是使鋼中碳化物球化而進(jìn)行的退火工藝。將鋼加熱到Ac1以上20～30℃，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織。

球化退火主要適用于共析鋼和過(guò)共析鋼，如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。這些鋼經(jīng)軋制、鍛造后空冷，所得組織是片層狀珠光體與網(wǎng)狀滲碳體，這種組織硬而脆，不僅難以切削加工，且在以后淬火過(guò)程中也容易變形和開(kāi)裂。而經(jīng)球化退火得到的是球狀珠光體組織，其中的滲碳體呈球狀顆粒，彌散分布在鐵素體基體上，和片狀珠光體相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加熱時(shí)，奧氏體晶粒不易長(zhǎng)大，冷卻時(shí)工件變形和開(kāi)裂傾向小。另外對(duì)于一些需要改善冷塑性變形（如沖壓、冷鐓等）的亞共析鋼有時(shí)也可采用球化退火。

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(shí)奧氏化是“不完全”的，只是片狀珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體，及少量過(guò)剩碳化物溶解。因此，它不可能消除網(wǎng)狀碳化物，如過(guò)共析鋼有網(wǎng)狀碳化物存在，則在球化退火前須先進(jìn)行正火，將其消除，才能保證球化退火正常進(jìn)行。

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(dāng)時(shí)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(jìn)行等溫，等溫時(shí)間為其加熱保溫時(shí)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，球化退火不僅可縮短周期，而且可使球化組織均勻，并能嚴(yán)格地控制退火后的硬度。

⑥再結(jié)晶退火（中間退火）

再結(jié)晶退火是經(jīng)冷形變后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，保持適當(dāng)時(shí)間，使形變晶粒重新結(jié)晶成均勻的等軸晶粒，以消除形變強(qiáng)化和殘余應(yīng)力的熱處理工藝。

⑦去應(yīng)力退火

去應(yīng)力退火是為了消除由于塑性形變加工、焊接等而造成的以及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的退火工藝。

鍛造、鑄造、焊接以及切削加工后的工件內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力，如不及時(shí)消除，將使工件在加工和使用過(guò)程中發(fā)生變形，影響工件精度。采用去應(yīng)力退火消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力十分重要。

去應(yīng)力退火的加熱溫度低于相變溫度A1，因此，在整個(gè)熱處理過(guò)程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。內(nèi)應(yīng)力主要是通過(guò)工件在保溫和緩冷過(guò)程中消除的。為了使工件內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底，在加熱時(shí)應(yīng)控制加熱溫度。一般是低溫進(jìn)爐，然后以100℃/h左右得加熱速度加熱到規(guī)定溫度。焊接件得加熱溫度應(yīng)略高于600℃。保溫時(shí)間視情況而定，通常為2～4h。鑄件去應(yīng)力退火的保溫時(shí)間取上限，冷卻速度控制在（20～50）℃/h，冷至300℃以下才能出爐空冷。

◆正火工藝

正火工藝是將鋼件加熱到Ac3（或Acm）以上30～50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。把鋼件加熱到Ac3以上100～150℃的正火則稱為高溫正火。

對(duì)于中、低碳鋼的鑄、鍛件正火的主要目的是細(xì)化組織。與退火相比，正火后珠光體片層較細(xì)、鐵素體晶粒也比較細(xì)小，因而強(qiáng)度和硬度較高。

低碳鋼由于退火后硬度太低，切削加工時(shí)產(chǎn)生粘刀的現(xiàn)象，切削性能差，通過(guò)正火提高硬度，可改善切削性能，某些中碳結(jié)構(gòu)鋼零件可用正火代替調(diào)質(zhì)，簡(jiǎn)化熱處理工藝。

過(guò)共析鋼正火加熱刀Acm以上，使原先呈網(wǎng)狀的滲碳體全部溶入到奧氏體，然后用較快的速度冷卻，抑制滲碳體在奧氏體晶界的析出，從而能消除網(wǎng)狀碳化物，改善過(guò)共析鋼的組織。

焊接件要求焊縫強(qiáng)度的零件用正火來(lái)改善焊縫組織，保證焊縫強(qiáng)度。

在熱處理過(guò)程中返修零件必須正火處理，要求力學(xué)性能指標(biāo)的結(jié)構(gòu)零件必須正火后進(jìn)行調(diào)質(zhì)才能滿足力學(xué)性能要求。中、高合金鋼和大型鍛件正火后必須加高溫回火來(lái)消除正火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

有些合金鋼在鍛造時(shí)產(chǎn)生部分馬氏體轉(zhuǎn)變，形成硬組織。為了消除這種不良組織采取正火時(shí)，比正常正火溫度高20℃左右加熱保溫進(jìn)行正火。

正火工藝比較簡(jiǎn)便，有利于采用鍛造余熱正火，可節(jié)省能源和縮短生產(chǎn)周期。

正火工藝與操作不當(dāng)也產(chǎn)生組織缺陷，與退火相似，補(bǔ)救方法基本相同。