低碳钢丝球化退火工艺的探讨及应用
杭州鼎盛炉业有限公司
摘要低碳钢丝的球化退火是低碳钢丝生产中的关键工序，它可以改善钢丝的力学性能。本文通过探讨低碳钢丝球化退火的工艺原理及其控制，展望低碳钢丝球化退火工艺技术的发展趋势。
关键词球化退火工艺应用
1、低碳钢丝球化退火的技术工艺原理
低碳钢丝的球化就是使组织中的渗碳体由片状转变为球状的工艺。因为片状表面积大，处于不稳定状态，若转化为球状，则有最小的界面，能量最低，处于稳定的平衡状态。因此，球化退火工艺原理是依靠片状渗碳体的自发球化的倾向和聚集长大。
钢丝的球化是在铁素体区进行的。片状碳化物是通过“溶解与沉淀”转化为球状的，当温度加热到低于723℃时，经拉拨而破碎的细小片状碳化物被铁素体所包围。
根据胶态平衡理论，第二相质点的溶解度与质点的曲率半径有关，曲率半径愈小，其溶解度愈高。片状渗碳体的两端棱角处，界面的曲率半径小，表面碳原子易于迁移到铁素体中去，使铁素体的碳浓度增加高。而片状渗碳体的中部边界较为平直的地方，界面曲率半径大，相对地说，碳原子比较难以由渗碳体表面转入铁素体中去，因而其附近铁素体中的碳浓度较低，这样就造成铁素体晶粒内碳原子的浓度差，引起碳原子扩散。碳原子从渗碳体端角附近向其中平直处附件扩散，使渗碳体中部平直处附近的铁素体碳浓度增大，于是，碳原子就沉积到渗碳体的中部。因此，对一片渗碳体来说，两端部分逐渐溶解，碳原子通过铁素体流向中部，沉淀并逐渐长大，最后聚集为球状。
对于低碳钢而言，球化处理使渗碳体呈粒状，与片状相比，它具有较低的流变应力和屈服强度，因而具有较高的均匀变型量和总变型量；同时，它还具有较高的断裂强度和解理强度，因而在冷加工时不易开裂。球化处理改善了钢丝的综合力学性能，显著提高了钢丝的冷顶锻工艺性能。
2、低碳钢丝球化退火的应用
众所周知：钢铁材料的性能取决于内部组织结构，组织结构取决于成分、冶炼、热加工、冷加工，特别是热处理工艺。要选择合理、高效、经济的热处理工艺，必须了解材料性能与组织结构，显微组织与热处理工艺之间的关系，以及显微组织的种类和热处理的基本原理。
球化热处理：钢丝加热到所需温度时，保温2～4小时，以20～40℃/h的速度冷到所需温度点以下，再空冷或炉冷，使其显微组织中的碳化物呈球状。加热控制要点是使渗碳体部分溶入奥氏体，部分残留，在随后缓冷过程中，部分溶入奥氏体中的渗碳体以残留渗碳体为核心重新析出，形成粒（球）状珠光体组织。
冷拔+退火多次循环球化处理：球化热处理加热温度比再结晶处理要高出30～40℃，能耗相对加大，殊别是在无保护气氛条件下进行的球化热处理，容易造成钢丝脱碳趋势加重，对于中低碳冷顶钢丝，可采用盘条直接拉拔+再结晶退火+拉拔+再结晶退火……多次循环的方法，获得良好的粒状珠光珠。热轧状态的中低碳盘条显微组织为片状珠光体，具有良好的冷加工塑性，经一定减面率拉拔后，渗碳体部分破碎，同时拉拔形成的内应力为渗碳体碎片的球化提供了一定的动力，一般经两次拉拔+再结晶退火循环（俗称两酸两退），即可获得良好的粒状珠光体组织。与经球化处理的钢丝相比，用此工艺获得的粒
状珠光体组织，碳化物的球化度更规整、更细小、更均匀。
3、低碳钢丝球化退火工艺的控制
球化钢丝的质量直接影响到产品的质量，低碳钢丝的球化处理工艺直接影响到低碳钢丝的质量，因此在低碳钢丝球化退火处理时要控制好工艺中的关键，即控制好低碳钢丝球化退火的温度。其温度不宜过高，否则共拆渗碳体溶解，非自发晶核极少，不易按球状形式长大；温度也不宜过低，因为这种球化也是依靠碳的扩散进行。过低的退火温度会由于碳的扩散能力过低而影响球化进行。
低碳钢丝球化处理的关键是控制温度，容易因温度失控而影响球化质量。必须注意炉子结构完善、热电偶安装合理、钢丝装炉方式恰当、热工仪表准确，使钢丝的实际受热温度尽量接近合适的球化温度，而我厂生产的炉子能较好的做到这一点。综上，控制好低碳钢丝球化退火工艺中的关键，可以提高钢丝的质量，节约了产品的加工成本。
4、低碳钢丝球化退火工艺的展望
低碳钢丝采用优质低碳钢盘条加工而成，是采用优质低碳钢,经过拉拔成型、酸洗除锈、高温球化退火,热镀锌.冷却等工艺流程加工而成。其球化后表面平滑、光洁、没有裂纹地、节、起刺、伤痕和锈蚀，镀锌层均匀、附着力强、耐腐蚀力持久，韧性和弹性极好。低碳钢丝可以加工成各种产品，用于生活中的各个领域。它的主要用途：广泛用于高速公路、铁路、机场、市政绿地、草场、花园、公园、草原边界、厂区边界等地，今后它仍将是低碳钢丝的重要市场。我国有庞大的高速公路网规划、城际（客运专线），由于高架桥占地少、征用、安置难题小、行车安全、有利生态平衡等优点，因此城际高速中高架部分将会有较大的发展，从而促进了低碳钢丝的需求，而这就是低碳钢丝球化处理后的一个大卖场。
退火、正火和回火时的组织转变、性能变化及实际应用 一、退火时的组织转变、性能变化及实际应用 1、扩散退火是为了消除化学成分的不均匀，改善组织。扩散退火是一种加热温度高、保温时间长的热处理方法。其生产效率低，热能消耗大，工件氧化及脱碳也很严重，以致金属损失大。故只有在必要时才使用，一般只用于高合金钢铸锭和大型铸件。 2、完全退火在加热过程中，使钢的组织全部转变的奥氏体，在冷却过程中，奥氏体转变为细小而均匀的平衡组织，从而降低钢的强度，细化晶粒，充分消除内应力。 完全退火主要用于亚共析钢，过共析钢不宜采用完全退火。由于完全退火工艺往往需要很长时间，生产中多采用等温退火来代替完全退火。 3、球化退火是使钢获得球状组织的工艺方法。所谓球状组织是指呈球状小颗粒的渗碳体，均匀地分布在铁素体基体中的混合物。 在球化退火前，若钢的原始组织中有明显网状渗碳体时，应先进行正火处理。 球化退火后的性能和应用范围见初级部分。 4、去应力退火详见初级部分。 二、正火时的组织转变、性能变化及实际应用 详见初级部分。 三、回火时的组织转变、性能变化及实际应用 1、低温回火（＜250℃）低温回火得到的组织是回火马氏体，其性能是：具有高的硬度（HRC58～64）和高的耐磨性，和一定的韧性。主要用于刀具、量具、拉丝模以及其它要求硬而耐磨的零件。 2、中温回火（250℃～500℃）中温回火得到的组织是回火托氏体，其性能是：具有高的弹性极限、屈服点和适当的韧性，硬度可达HRC40～50。主要用于弹性零件及热锻模等。 3、高温回火（＞500℃）高温回火得到的组织是回火索氏体，具有良好的综合力学性能（足够的强度与高韧性相配合），硬度达HRC25～40。生产中常把淬火及高温回火的复合热处理工艺称为“调质”。调质处理广泛用于受力构件，如螺栓、连杆、齿轮、曲轴等零件。 调质与正火相比较，不仅强度较高，而且塑性和韧性远高于正火钢，这是由于调质钢的组织是回火索氏体。因此，重要零件应采用调质。
低碳钢丝球化退火工艺的探讨及应用 杭州鼎盛炉业有限公司 摘要低碳钢丝的球化退火是低碳钢丝生产中的关键工序，它可以改善钢丝的力学性能。本文通过探讨低碳钢丝球化退火的工艺原理及其控制，展望低碳钢丝球化退火工艺技术的发展趋势。 关键词球化退火工艺应用 1、低碳钢丝球化退火的技术工艺原理 低碳钢丝的球化就是使组织中的渗碳体由片状转变为球状的工艺。因为片状表面积大，处于不稳定状态，若转化为球状，则有最小的界面，能量最低，处于稳定的平衡状态。因此，球化退火工艺原理是依靠片状渗碳体的自发球化的倾向和聚集长大。 钢丝的球化是在铁素体区进行的。片状碳化物是通过“溶解与沉淀”转化为球状的，当温度加热到低于723℃时，经拉拨而破碎的细小片状碳化物被铁素体所包围。 根据胶态平衡理论，第二相质点的溶解度与质点的曲率半径有关，曲率半径愈小，其溶解度愈高。片状渗碳体的两端棱角处，界面的曲率半径小，表面碳原子易于迁移到铁素体中去，使铁素体的碳浓度增加高。而片状渗碳体的中部边界较为平直的地方，界面曲率半径大，相对地说，碳原子比较难以由渗碳体表面转入铁素体中去，因而其附近铁素体中的碳浓度较低，这样就造成铁素体晶粒内碳原子的浓度差，引起碳原子扩散。碳原子从渗碳体端角附近向其中平直处附件扩散，使渗碳体中部平直处附近的铁素体碳浓度增大，于是，碳原子就沉积到渗碳体的中部。因此，对一片渗碳体来说，两端部分逐渐溶解，碳原子通过铁素体流向中部，沉淀并逐渐长大，最后聚集为球状。
对于低碳钢而言，球化处理使渗碳体呈粒状，与片状相比，它具有较低的流变应力和屈服强度，因而具有较高的均匀变型量和总变型量；同时，它还具有较高的断裂强度和解理强度，因而在冷加工时不易开裂。球化处理改善了钢丝的综合力学性能，显著提高了钢丝的冷顶锻工艺性能。 2、低碳钢丝球化退火的应用 众所周知：钢铁材料的性能取决于内部组织结构，组织结构取决于成分、冶炼、热加工、冷加工，特别是热处理工艺。要选择合理、高效、经济的热处理工艺，必须了解材料性能与组织结构，显微组织与热处理工艺之间的关系，以及显微组织的种类和热处理的基本原理。 球化热处理：钢丝加热到所需温度时，保温2～4小时，以20～40℃/h的速度冷到所需温度点以下，再空冷或炉冷，使其显微组织中的碳化物呈球状。加热控制要点是使渗碳体部分溶入奥氏体，部分残留，在随后缓冷过程中，部分溶入奥氏体中的渗碳体以残留渗碳体为核心重新析出，形成粒（球）状珠光体组织。 冷拔+退火多次循环球化处理：球化热处理加热温度比再结晶处理要高出30～40℃，能耗相对加大，殊别是在无保护气氛条件下进行的球化热处理，容易造成钢丝脱碳趋势加重，对于中低碳冷顶钢丝，可采用盘条直接拉拔+再结晶退火+拉拔+再结晶退火……多次循环的方法，获得良好的粒状珠光珠。热轧状态的中低碳盘条显微组织为片状珠光体，具有良好的冷加工塑性，经一定减面率拉拔后，渗碳体部分破碎，同时拉拔形成的内应力为渗碳体碎片的球化提供了一定的动力，一般经两次拉拔+再结晶退火循环（俗称两酸两退），即可获得良好的粒状珠光体组织。与经球化处理的钢丝相比，用此工艺获得的粒
()二不完全退火 不完全退火工艺 不完全退火是将钢加热至31~Ac Ac 亚共析钢或cm Ac Ac ~1 过共析钢之间，经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 不完全退火时先共析铁素体或渗碳体的形态及分布 由于加热至两相区温度，仅使奥氏体发生重结晶，故基本上不改变先共析铁素体或渗碳体的形态及分布。 亚共析钢采用不完全退火代替完全退火的情形 如果亚共析钢原始组织中的铁素体已均匀细小，只是珠光体片间距小，硬度偏髙，内应力较大，那么只要在1Ac 以上、3Ac 以下温度进行不完全退火即可达到降低硬度、消除内应力的目的。 亚共析钢的锻件用不完全退火代替完全退火的情形 由于不完全退火的加热温度低，过程时间短，因此对于亚共析钢的锻件来说，若其锻造工艺正常，钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火。 不完全退火主要用于 不完全退火主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度、改善切削加工性。故不完全退火又称球化退火。 实际上球化退火是不完全退火的一种 ()三 球化退火 球化退火工艺 球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 球化退火主要用于
主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢 球化退火目的 其目的是降低硬度、均匀组织、改善切削加工性，并为淬火作组织准备 过共析钢锻件的组织 过共析钢锻件锻后组织一般为片状珠光体，如果锻后冷却不当，还存在网状渗碳体。 过共析钢锻件的力学和工艺性能 不仅硬度髙，难以进行切削加工，而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂过共析钢锻件必须进行球化退火 过共析钢锻件锻后组织一般为片状珠光体，如果锻后冷却不当，还存在网状渗碳体。不仅硬度髙，难以进行切削加工，而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。为此，钢热加工后（锻后）必须加一道球化退火，使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体发生球化，得到粒状珠光体。 球化退火的关键 粒状珠光体的形成原理已在第九章9.3中讨论过，其关键在于奥氏体中要保留大量未溶碳化物质点，并造成奥氏体碳浓度分布的不均匀性。 球化退火的加热温度保温时间冷却方式 Ac以上20?30不高的温度下，保温时向亦不为此，球化退火加热温度一般在 1 Ac以下20度左右进能太长，一般以2?4 h为宜。冷却方式通常釆用炉冷或在 1 行较长时间等温。 图10.2碳素工具钢的三种球化退火工艺注意参数 Ac以上20?30度保温后以极缓慢速度冷却, 1)图10-2 a的工艺特点是将钢在 1
gcr15轴承钢球化退火工艺研究 随着社会的不断发展，机械制造业越来越重视产品质量的提高。而在机械零部件中，轴承是非常重要的，其质量更是关键。GCR15轴承钢是目前应用最广泛的钢种之一。本文将针对GCR15轴承钢球化退火工艺进行探讨。 1. GCR15轴承钢的组成和特性 GCR15轴承钢是碳素钢中的一种，其成分为：C 0.95-1.05%、Si 0.15-0.35%、Mn 0.25-0.45%、Cr 1.40- 1.65%、Ni ≤ 0.30%、P ≤ 0.025%、S ≤ 0.025%。其中，Cr的含量最高，起到了极为重要的作用。GCR15钢的硬度高、强度大、耐磨性好、耐腐蚀性强、疲劳寿命长等特点，使其成为了一种广泛应用的材料，尤其是在机械零部件中的轴承中更是得到了广泛的应用。 2. 球化退火工艺概述 球化退火是钢材制备过程中的一种重要工艺，目的是通过控制温度和保温时间，将钢材中的晶粒变为均一的球形晶粒，从而提高钢材的塑性和韧性。通过球化退火处理后的GCR15轴承钢，晶粒细小、组织均匀，具有良好的可塑性和韧性，提高了钢材的成形性能和寿命。 3. GCR15轴承钢的球化退火工艺 3.1 热处理过程控制
对于GCR15轴承钢的球化退火工艺，主要是通过控制温度和保温时间来进行的。合理的温度和保温时间能够使钢材中的碳均匀分布，并形成均一的球形晶粒。在热处理中，首先是加热过程，通常是采用欧姆加热管进行的，同时设置一个氢气氛，以防止钢材表面氧化。其次，就是保温过程，常规的室温保温时间为4-6小时，保温温度一般在740℃左右，可以根据具体的材料情况，采用不同的温度和保温时间。 3.2 球化退火处理参数设定 钢材的球化处理需要对参数进行设定，主要包括退火温度、保温时间和冷却方式。退火温度应根据材料的具体情况进行设定，通常在740-780℃之间，保温时间应根据材料的厚度、形状、材质等进行设定。一般情况下，保温时间为1-3小时。冷却方式通常采用自然冷却，但如果需要更高的韧性和可塑性，也可采用淬火。 4. 结论 本文主要探讨了GCR15轴承钢球化退火工艺的研究。通过对热处理过程控制、球化退火处理参数设定等进行分析和讨论，提高了GCR15轴承钢的塑性和韧性，使其更适用于机械零部件中的轴承。在未来的研究中，还需要对球化退火工艺进行深入研究和探讨，进一步提高材料的性能。
钢的退火种类及应用 钢的退火是指通过加热和冷却的过程来改变钢的组织 和性能。退火可分为多种类型，每种类型都有特定的应用。 1.全退火：全退火是将钢加热到一定温度，然后在空气中冷却至室温。全退火主要用于去除内部应力、改善组织和提高可加工性。应用包括机械零件加工前的初调质、铸钢件的改性、冷拔钢丝等。 2.正火：正火是将钢加热到一定温度，然后将其冷却至不同温度。正火主要用于提高硬度、强度和耐磨性能。应用包括车床刀具、刨刀等需要具有高硬度和强度的工具。 3.高温正火：高温正火是将钢加热到较高温度，然后进行缓慢冷却。高温正火主要用于改善钢材的塑性和韧性。应用包括汽车零件、航空航天部件等需要具有高塑性和韧性的零件。 4.淬火：淬火是将钢加热到临界温度，然后迅速冷却。淬火主要用于提高钢的硬度和强度。应用包括锤头、齿轮等需要具有高度硬度和强度的零件。 5.回火：回火是将淬火后的钢加热到一定温
度，然后进行冷却。回火主要用于减轻淬火引起 的内部应力和改善韧性。应用包括刀具、敲击工 具等需要具有一定硬度和韧性的零件。 6.等温回火：等温回火是将钢冷却至一定温度，然后保持一段时间，最后再冷却。等温回火 主要用于提高钢的韧性和耐磨性。应用包括制造 弹簧、弯曲件等需要具有较好韧性和耐磨性的零件。 7.淬火和回火：淬火和回火结合应用，可以 在提高钢的硬度和强度的同时保持一定的韧性。应用包括汽车发动机的曲轴、锤头等需要兼具硬度、强度和韧性的零件。 8.其他退火方式：还有一些特殊的退火方式，如球化退火、拔丝退火等。球化退火主要用于改 善铸造和焊接钢的塑性和韧性，拔丝退火用于制 造各种线材。 综上所述，钢的退火种类繁多，并且每种退 火方式都有其特定的应用。不同的退火方式可以 改变钢的组织和性能，使其在不同领域具有更好 的应用性能。
h13模具钢球化退火工艺曲线 H13模具钢是一种常用的工具钢，其具有良好的热强度和热稳定性，广泛应用于热压模具、挤压模具和冲压模具等领域。然而，由于长期使用和高温工作环境的影响，H13模具钢会出现退火现象，使其力学性能和表面硬度降低，从而影响模具的使用寿命和加工质量。因此，针对H13模具钢的退火工艺研究 和优化，对于提高模具使用寿命和加工效率具有重要意义。 H13模具钢的退火工艺可以分为两个阶段，分别是加热和冷却。在加热阶段，要控制加热温度和时间，以保证钢材均匀加热，并使其达到适当的退火温度。在冷却阶段，要选择合适的冷却介质，以快速冷却并锁定钢材的组织结构。下面将对H13模 具钢球化退火工艺曲线进行详细介绍。退火温度一般选择在760-870℃之间，退火时间根据钢材的厚度和尺寸来确定。 H13模具钢球化退火工艺曲线是一种控制加热和冷却过程的曲线，通常分为加热段、保温段和冷却段，具体如下所示： 1. 加热段：将H13模具钢放入加热炉中，加热速度一般为30-50℃/h，直至达到退火温度。加热速度不宜过快，以免出现温 度梯度过大造成内部应力过大的问题，也不宜过慢，以免影响生产效率。在加热段，应根据钢材的厚度和尺寸合理控制加热温度和时间，一般加热温度控制在760-870℃之间，加热时间 根据钢材的厚度和尺寸来确定。 2. 保温段：将H13模具钢保温在退火温度下，保持一定的时间。保温时间一般取决于钢材的厚度和尺寸，一般为1-2小时。
保温段的目的是使钢材逐渐达到均匀的退火温度，并保持一定时间，使钢材的组织结构得以改善和稳定。 3. 冷却段：将H13模具钢从加热炉中取出，放入冷却介质中快速冷却，一般可选择水、空气或油等冷却介质。冷却速度要适中，既要保证快速冷却，又要避免冷却过快引起组织结构的改变。冷却介质的选择要根据钢材的性能要求和使用环境来确定。 H13模具钢球化退火的目的是通过控制加热温度、时间和冷却速度等工艺参数，使钢材的组织结构得到改善和稳定，达到提高强度和硬度，提高抗冲击性和耐磨性等性能的目的。通过球化退火，可以消除钢材的内部应力，改善钢材的可加工性和热稳定性，提高模具的使用寿命和加工质量。 总结起来，H13模具钢球化退火工艺曲线是一种控制加热和冷却过程的曲线，通过合理控制加热温度、时间和冷却速度等工艺参数，使模具钢的组织结构得到改善和稳定，提高其力学性能和表面硬度，从而提高模具的使用寿命和加工质量。H13模具钢球化退火工艺的研究和优化对于提高模具使用寿命和加工效率具有重要意义，值得进一步深入研究和改进。
等温球化退火工艺曲线 等温球化退火是一种金属材料加工工艺，可以改善材料的综合性能和机械性能。设想 有一块金属材料，经过设计和制造后，其物理性质和机械性能并不理想，需要进行后续的 等温球化退火加工处理。下面就介绍一下等温球化退火工艺曲线的相关知识。 一、等温球化退火的基本概念 等温球化退火是指将材料在高温状态下进行球化处理，使得材料的晶粒尺寸变小，进 而改善材料的综合性能。在等温球化退火加工时，需要将材料加热至一定温度，保持一段 时间，使材料的晶界韧性、硬度和弹性恢复到最佳状态。 等温球化退火的工艺曲线是指，在一定工艺条件下，材料的温度和时间关系的图形。 一般来说，等温球化退火的工艺曲线可以分为三个阶段。 1、加热阶段 在这个阶段，需要将材料加热到一定温度，并保持一定的时间，让材料内部的晶粒迅 速长大。这个过程中，需要保持加热速率适度，以避免材料的热冲击。 2、等温阶段 在这个阶段，材料的温度已经达到了设计要求，并保持一定时间。此时，晶粒长大的 速度会放缓，但会显著增强晶界的力学性能。因此，在这个阶段需要保持温度和时间的稳 定性。 3、冷却阶段 在这个阶段，需要将材料从等温状态快速冷却下来，并保证冷却速率适度，以避免材 料的热应力。 等温球化退火的加工参数包括温度、时间、冷却速率等。其中，温度是最关键的参数，直接影响材料晶界的力学性能和机械性能。时间也是非常重要的参数，如果时间过短，晶 粒尺寸无法得到有效控制。同时，冷却速率也需要适中，过快的冷却速率会导致材料产生 裂缝和变形。 等温球化退火被广泛应用于金属、合金和钢材等材料加工领域，以改善材料的晶界结 构和综合性能。球化退火的加工工艺可以提高材料的强度、韧性、塑性、耐蚀性、抗疲劳性、耐磨性等机械性能，应用于制造轴承、弹簧、刀具等各种机械零件。此外，等温球化 退火也用于制造汽车、航天、船舶、化工、电子等各种工业领域的产品。
冷轧钢带65mn全氢罩式炉球化退火工艺研究 及应用 1 概述 冷轧钢带65Mn是一种高强度、高硬度的低合金钢，因其卓越的机 械性能被广泛应用于机械制造等行业。然而，冷轧后的钢带会产生强 烈的应力，影响其机械性能和形状稳定性，需要进行球化退火处理。 本文研究了全氢罩式炉球化退火工艺及其应用。 2 全氢罩式炉球化退火工艺原理 全氢罩式炉球化退火工艺是一种常用的球化退火工艺。该工艺采 用氫气作为炉内退火气体，将钢带置于全氢罩式炉内进行加热、保温 和冷却。由于氫氣分子小，能够快速渗透进入钢带内部，有效降低钢 带的内部应力和硬度。 在实际操作中，将退火炉内加入一定量的氫氣，形成一定浓度的 氫氣氛，将钢带置于在高温氫氣氛中进行加热，使钢带达到退火温度，并保持一定时间，然后在氫氣氛中冷却至室温，即完成了球化退火处理。 3 全氢罩式炉球化退火工艺的优点 （1）钢带表面无氧化皮、无碳化物和无金属污染，有利于表面质 量的提高和后续加工处理的降低。
（2）由于氫氣分子小，能够有效渗透进入钢带内部，减少内部氧 化并降低内应力和硬度，同时还能降低球化退火温度，大大缩短生产 周期和能耗。 （3）由于球化退火温度降低，钢带在退火过程中具有良好的韧性 和塑性，使得其具有更好的加工性能和形状稳定性。 4 实验分析 为了研究全氢罩式炉球化退火工艺的适用性，我们在实验室进行 了一系列实验。 首先，我们制备了一批65Mn冷轧钢带，将其分成两组，一组采用 常规的空气球化退火，另一组采用全氢罩式炉球化退火。退火处理后，我们对两组样品进行性能测试，得到如下结果。 对比两组样品的硬度和拉伸强度，我们可以发现，采用全氢罩式 炉球化退火的样品的硬度和拉伸强度均显著低于常规空气球化退火的 样品。这说明，全氢罩式炉球化退火能够有效降低外部和内部应力， 同时还能提高钢材的韧性和塑性，使其更适合进行后续加工。 5 工业应用 全氢罩式炉球化退火工艺具有广泛的工业应用价值。例如在汽车、航空、军工等高端制造领域，对冷轧钢带的机械性能要求极高，采用 全氢罩式炉球化退火工艺能够满足这些行业对钢材性能、品质和稳定 性的要求。
gcr15轴承钢球化退火工艺 GCr15轴承钢是一种高强度、高硬度的钢材，广泛应用于制造轴承等高精度机械零件。由于其材料性质的特殊性，需要进行球化退火处理，以达到更好的加工性能和使用寿命。本文将从GCr15轴承钢的特性、球化退火工艺的原理和方法、球化退火后的性能及应用等方面进行介绍。 一、GCr15轴承钢的特性 GCr15轴承钢是一种具有高温强度、高耐磨性、高弹性模量和良好的抗腐蚀性能的钢材。其主要成分为碳、铬、锰、硅、磷、硫等元素，其中铬的含量达到了1.5%-2.5%以上。铬的加入可以增加钢的硬度和耐磨性，使其具有更好的抗腐蚀性能。同时，硬度的提高也会导致钢的脆性增加，因此需要进行球化退火处理。 二、球化退火工艺的原理和方法 球化退火是一种使钢材中的碳元素在钢中形成球状晶粒的热处 理工艺。球化退火的原理是在高温下，钢材中的碳元素会扩散到钢的晶界上，形成一定的厚度。当温度升高到一定程度时，碳元素会在晶界上形成球状晶粒，使钢的硬度降低，同时也能改善钢的可加工性。 球化退火的过程包括加热、保温和冷却三个阶段。加热的温度一般为780℃-820℃，保温时间一般为2-4小时，冷却速度不宜过快，一般为自然冷却或慢冷。球化退火的工艺参数需要根据钢材的具体情况进行调整，以达到最佳的效果。 三、球化退火后的性能及应用
球化退火处理后，GCr15轴承钢的硬度降低，但韧性和可加工性得到了改善。此外，球化退火还能提高钢材的抗疲劳性能和耐磨性能，延长其使用寿命。因此，球化退火处理是制造高精度机械零件的必要工艺之一。 GCr15轴承钢球化退火后，可以应用于制造各种高精度轴承、齿轮、传动轴等机械零件。此外，还可以用于制造汽车、航空航天、船舶、机床等领域的重要零件。球化退火处理的应用范围广泛，对于提高机械零件的精度和使用寿命具有重要意义。 综上所述，GCr15轴承钢球化退火工艺是制造高精度机械零件的必要工艺之一。球化退火处理能够改善钢材的加工性能和使用寿命，提高其抗疲劳性能和耐磨性能。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的工艺参数，以达到最佳的效果。
等温球化退火 引言 等温球化退火是一种通过加热材料至某一温度，然后保持一段时间后缓慢冷却的热处理方法。这一过程可用于改变材料的晶体结构，从而影响其力学性能、电学性能等。等温球化退火被广泛应用于金属、陶瓷、塑料等材料的制备和处理中。本文将深入探讨等温球化退火的原理、应用以及未来发展方向。 球化退火的原理 球化退火是指将冷加工后的晶粒恢复至原有形态，并使晶界能够完全消除的热处理过程。球化退火通过控制温度和时间，使晶粒处于高能量状态，从而促使晶界的扩散。在退火过程中，晶界的扩散可以导致晶粒的生长和再结晶，从而改善材料的机械性能和物理性能。 等温球化退火的步骤 等温球化退火一般包括以下步骤： 加热 将冷加工过的材料加热至球化退火温度。球化退火温度的选择根据材料的种类和要求来确定，一般在材料的再结晶温度附近。 保温 保持材料在球化退火温度下一定的时间，以确保晶界的扩散和再结晶的发生。 冷却 缓慢冷却材料，使晶粒能够逐渐生长，达到最优的热处理效果。 等温球化退火的应用 等温球化退火在许多领域中得到了广泛的应用，下面将就几个常见应用进行介绍。
金属材料 金属材料的等温球化退火可以提高材料的塑性和韧性，减少内部应力，改善材料的加工性能。这一过程常被用于冷加工后的金属材料，如钢材、铜材等的处理。 陶瓷材料 陶瓷材料常需要经过球化退火以消除内应力和提高材料的致密性。等温球化退火可以改善陶瓷材料的力学性能、电学性能以及耐热性等。例如，陶瓷陶瓷的等温球化退火可以使其晶粒长大，颗粒尺寸均匀，提高其强度和耐磨性。 塑料材料 塑料材料的等温球化退火可用于去除材料中的内部应力，改善材料的透明性和物理性能。等温球化退火可以提高塑料制品的强度、抗冲击性和耐腐蚀性，并减少其变形和开裂的可能性。 等温球化退火的未来发展方向 随着科学技术的不断进步，等温球化退火的应用领域也在不断扩大。未来，等温球化退火可能在以下几个方面得到更多的发展： 材料设计与优化 通过研究不同材料的球化退火过程，可以更好地了解材料的结构和性能之间的关系。进一步应用这些知识，可以设计出更强、更轻、更耐磨损等优质材料。 工艺优化 等温球化退火的工艺参数对材料性能的影响很大。优化工艺参数，如温度、时间和冷却速率，可以最大限度地发挥退火效果，提高材料的性能。 新材料的发展 等温球化退火的应用范围有待进一步扩大。目前，等温球化退火主要应用于金属、陶瓷和塑料材料中，未来可以尝试将其应用于其他材料，如复合材料、高分子材料等。
低中碳合金结构钢球化退火硬度与金相评级 摘要： 一、引言 二、低中碳合金结构钢概述 1.成分及性能特点 2.应用领域 三、球化退火工艺 1.球化退火的目的 2.球化退火的过程 四、退火硬度的影响因素 1.碳含量 2.合金元素 3.退火温度 4.保温时间 五、金相评级标准 1.钢的晶粒度 2.碳化物分布 3.球化程度 六、低中碳合金结构钢球化退火硬度与金相评级的关系 1.硬度与金相评级的关系 2.影响因素对球化退火硬度和金相评级的影响
七、实际应用案例分析 八、总结与展望 正文： 一、引言 低中碳合金结构钢广泛应用于各类工程结构中，其性能受到热处理工艺的严重影响。球化退火作为一种重要的热处理工艺，对低中碳合金结构钢的硬度和金相组织有着至关重要的影响。本文将探讨低中碳合金结构钢球化退火硬度与金相评级的关系，以期为实际生产提供参考。 二、低中碳合金结构钢概述 1.成分及性能特点 低中碳合金结构钢的碳含量一般在0.25%～0.60%之间，合金元素包括锰、硅、铬、镍等。其性能特点表现为强度、硬度和塑性良好，焊接性能和耐磨性优良。 2.应用领域 低中碳合金结构钢广泛应用于建筑、机械、船舶、汽车等行业，制造各类工程结构件。 三、球化退火工艺 1.球化退火的目的 球化退火的主要目的是降低钢的硬度，改善切削性能，提高塑性和韧性，消除或减小内应力。 2.球化退火的过程 球化退火过程主要包括加热、保温、冷却三个阶段。加热温度一般在Ac3
或Ac1以上，保温时间根据钢的成分和退火目的而定，冷却方式有自然冷却和炉冷。 四、退火硬度的影响因素 1.碳含量 碳含量越高，钢的硬度越高。但在球化退火过程中，碳含量过高会导致球化程度降低，硬度升高。 2.合金元素 合金元素对退火硬度的影响与其含量、种类有关。一般来说，合金元素含量越高，退火硬度越高。 3.退火温度 退火温度是影响球化退火硬度的重要因素。温度过高或过低都会导致硬度降低，适宜的退火温度可获得理想的硬度。 4.保温时间 保温时间过短，球化反应不充分，硬度较低；保温时间过长，会导致晶粒长大，降低力学性能。 五、金相评级标准 1.钢的晶粒度 晶粒度是评价钢的组织均匀性和细化程度的重要指标，采用光学显微镜进行观察和评级。 2.碳化物分布 碳化物分布评级用于评价碳化物在钢中的分布状态，分为均匀和不均匀两类。
不同含碳量钢循环球化退火的效果 引言： 钢材是一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中广泛应用。钢的性能很大程度上取决于其组织结构。循环球化退火是一种常用的热处理方法，可改善钢材的组织结构和性能。本文将探讨不同含碳量钢循环球化退火的效果。 一、低碳钢的循环球化退火 低碳钢是含碳量在0.05%以下的钢材。循环球化退火对低碳钢的效果主要表现在以下几个方面： 1. 细化晶粒：低碳钢在循环球化退火过程中，高温下晶界迁移速度较快，晶粒长大趋势明显。通过控制退火温度和时间，可以使晶粒细化，增加钢的强度和韧性。 2. 消除应力：低碳钢的循环球化退火过程中，通过高温加热和慢冷却的方式，可以有效消除材料内部的残余应力，降低因加工造成的塑性变形。 3. 改善韧性：低碳钢经过循环球化退火后，其组织结构更加均匀，晶界清晰，这有利于防止晶界腐蚀和断裂，提高材料的韧性。 二、中碳钢的循环球化退火 中碳钢是含碳量在0.25%~0.60%之间的钢材。相比低碳钢，中碳钢
的循环球化退火效果略有不同。 1. 粒度控制：中碳钢的循环球化退火过程中，晶粒的长大速度较快，而且容易形成颗粒状晶粒。因此，在循环球化退火过程中，需要控制退火条件，以避免出现过大的颗粒状晶粒，从而影响钢材的性能。 2. 消除组织缺陷：中碳钢经过循环球化退火后，可以有效消除组织中的缺陷，如夹杂物、气孔等，改善材料的均匀性和致密性，提高钢材的强度和韧性。 3. 提高硬度：中碳钢的循环球化退火过程中，通过控制退火温度和时间，可以使钢材的硬度得到适当提高，增加其耐磨性和使用寿命。 三、高碳钢的循环球化退火 高碳钢是含碳量在0.60%以上的钢材，其循环球化退火效果与低碳钢和中碳钢有明显区别。 1. 碳化物析出：高碳钢在循环球化退火过程中，会发生大量的碳化物析出，使钢材的组织结构发生变化。这些碳化物能够增加钢材的硬度和耐磨性，但也会降低钢材的韧性。 2. 晶粒长大：高碳钢的循环球化退火过程中，晶粒的长大速度较快，容易形成大颗粒状晶粒。因此，在退火过程中需要控制退火温度和时间，以避免晶粒长大过快，影响钢材的性能。 3. 调质作用：高碳钢经过循环球化退火后，可以改善其调质效果，
30crmnsi球化退火工艺 30CrMnSi球化退火工艺是一种常用的金属材料热处理方法，主要用于改善材料的力学性能和组织结构。本文将详细介绍30CrMnSi球化退火工艺的原理、步骤和效果。 一、30CrMnSi球化退火工艺的原理 30CrMnSi是一种低合金高强度钢，具有较高的屈服强度和延伸率。然而，由于其组织结构中存在大量的强化相，导致其塑性和韧性较差。为了改善30CrMnSi的综合力学性能，需要对其进行球化退火处理。 球化退火是通过加热和保温使金属材料中的强化相颗粒分解成球状颗粒，从而改善材料的塑性和韧性。具体而言，30CrMnSi球化退火的原理如下： 1. 加热：将30CrMnSi材料加热到适当的温度范围，使其达到球化退火的温度。 2. 保温：将材料保持在球化退火温度下一定的时间，使其完全达到热平衡。 3. 冷却：将材料从球化退火温度迅速冷却到室温，使其形成球状颗粒。 二、30CrMnSi球化退火工艺的步骤 30CrMnSi球化退火工艺一般包括以下几个步骤： 1. 材料准备：选择合适的30CrMnSi材料，并进行清洗和除锈处理，
确保材料表面干净。 2. 加热：将30CrMnSi材料放入炉中，逐渐升温至球化退火温度。升温速率一般为10-20℃/min。 3. 保温：将材料保持在球化退火温度下一定的时间，一般为1-2小时，以保证材料达到热平衡。 4. 冷却：将材料从球化退火温度迅速冷却到室温。冷却方式可以选择空冷或水淬，具体根据材料的要求和工艺条件来定。 5. 检验：对球化退火后的材料进行力学性能测试和金相组织观察，判断球化退火效果是否达到要求。 三、30CrMnSi球化退火的效果 通过球化退火处理，30CrMnSi材料的组织结构发生变化，主要表现为强化相颗粒的分解和形成球状颗粒。这种球状颗粒的形成可以提高材料的塑性和韧性，同时减少材料的脆性。具体效果包括： 1. 提高材料的延伸率和冲击韧性，使其更适合承受冲击和挤压等作用。 2. 减小材料中的晶界和相界，提高材料的强度和韧性。 3. 改善材料的加工性能，减少加工过程中的裂纹和变形。 30CrMnSi球化退火工艺是一种有效改善材料性能的热处理方法。通过合理控制加热、保温和冷却过程，可以使30CrMnSi材料获得更好的塑性、韧性和加工性能，提高其在工程领域的应用价值。
SWRCH10A冷镦钢线低温球化退火工艺研究 李忠磊;庞国星;赵鹏飞;郭晓华 【摘要】根据市场需求,对使用低碳冷镦钢SWRCH10A生产紧固件及非标零件的球化工艺进行了研究.SWRCH10A为日本钢号,常在低于Ac1温度以下进行低温球化处理后使用.对影响产品球化效果的工艺路线,球化温度以及形变量三方面因素进行了实验分析.结果表明:1)先形变处理后球化工艺较之先球化后形变处理以及不进行球化直接进行形变的工艺球化效果好;2)球化温度680℃时硬度满足客户要求,且提高了材料的塑性,降低了材料的开裂倾向. 【期刊名称】《热处理技术与装备》 【年(卷),期】2015(036)005 【总页数】4页(P62-65) 【关键词】WARCH10A盘条;低温球化退火;球化工艺 【作者】李忠磊;庞国星;赵鹏飞;郭晓华 【作者单位】北华航天工业学院,河北廊坊065000;北华航天工业学院,河北廊坊065000;北华航天工业学院,河北廊坊065000;北华航天工业学院,河北廊坊065000 【正文语种】中文 【中图分类】TG156.21 1 问题的提出
SWRCH10A是生产汽车用标准紧固件日本牌号钢种，和国内ML10钢成分接近。紧固件大多采用冷镦工艺生产，其中螺栓用量最大，它主要起着连接、紧固、定位以及密封机械构件的作用。黄骅聚金五金制品有限公司为韩国的现代汽车企业提供SWRCH10A成品冷镦用钢，用于制造紧固件。原有工艺为650℃低温球化退火，在实际生产中发现成品在冷镦过程中易发生开裂。低温球化退火在冷镦钢丝生产中主要使钢中片状珠光体中的渗碳体球化，从而获得球状珠光体组织，降低硬度，提高塑性，消除内应力。低温球化退火温度在Ac1以下就可达到球化效果［1］。为应对客户对紧固件提出的更高要求，本文对冷成形、球化退火工艺进行研究改进，将盘条退火预备热处理的质量稳定在较高水平，能更好地满足实际生产的需要。 2 试验材料、设备与方案 2.1 试验材料及设备 WARCH10A盘条的化学成分见表1;试验设备有德国LOI公司及美国LAD-CON 钟罩式氢气气氛保护球化炉、冷顶锻机、硬度计、金相显微镜等。 表1WARCH10A钢盘条的化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition of WARCH10A steel coil rod(ω，%)? 2.2 试验方案 为了探索最佳的工艺参数，满足客户要求的硬度80～90 HRB，试验流程见表2。其中主要工艺阶段如下: 1)在680℃对SWCH10A钢进行先冷变形后球化退火、先球化后冷变形、无球化 退火直接冷变形三种工艺进行测试，确定球化退火的最佳工艺流程。 2)在最佳工艺流程下对SWCH10A钢进行680、650和620℃低温球化退火试验。 3)在最佳回火温度下对SWCH10A钢在不同冷变形量下进行低温球化退火测试。 表2 各阶段下工艺路线Table 2 Process route at each stage? 4)对上述方案球化后及成品件分别测试抗拉强度、硬度和伸长率，观察金相组织，
球化退火的工艺 球化退火是一种重要的金属热处理工艺，通过控制金属的加热和冷却过程，使其内部结构优化，提高材料的力学性能和耐腐蚀性。球化退火的工艺步骤包括加热、保温和冷却。下面我将详细介绍球化退火工艺的具体流程和影响因素。 首先，球化退火的第一步是加热。加热温度是非常关键的因素，不同材料具有不同的加热温度范围。一般来说，加热温度应高于材料的临界温度，以确保材料内部能够达到足够高的温度，从而达到球化退火的效果。加热时应尽量避免温度梯度过大，可以采用缓慢均匀加热，通常使用电阻加热或者燃气加热的方式。对于大型工件，可以使用电炉或者气体加热炉进行加热，对于小型工件，可以采用火焰加热或者电阻炉进行加热。 第二步是保温。保持适当的时间使材料内部达到均衡状态，这样才能使球化退火达到最佳效果。保温时间根据材料的种类、厚度和加热温度而有所不同，一般情况下，低碳钢保温时间较短，高碳钢和合金钢保温时间较长。保温时应注意材料的表面不能受到氧化或者过度的脱碳，可以采用包装均热，盖紧保温箱等措施来防止空气的侵入。 最后一步是冷却。冷却方式对于球化退火的效果也有很大的影响。一般来说，冷却速度越慢，材料内部的等轴晶就越多，球化退火效果就越好。常用的冷却方法有空气冷却、水冷却和油冷却。空气冷却速度最慢，可以获得最好的球化退火效果，但冷却时间较长。水冷却速度较快，适用于一些较薄的材料。油冷却速度较
慢，但可以防止材料的氧化，冷却效果相对较好。 球化退火的工艺参数还包括退火温度、保温时间和冷却速度等。退火温度要根据材料的化学成分、组织结构和性能要求来确定。保温时间一般取决于材料的厚度和球化退火温度。冷却速度也要根据材料的种类、形状和需求来确定。此外，球化退火还受到金属的硬度、形变程度和表面处理等因素的影响。 总之，球化退火是一种重要的金属热处理工艺，通过控制加热、保温和冷却过程，使金属材料内部的组织结构发生变化，从而提高材料的力学性能和耐腐蚀性。通过合理选择工艺参数和优化工艺流程，可以获得理想的球化退火效果，满足不同材料的应用需求。