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Ac1以上20～30℃，保温一段时间，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。另外对于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等）的亚共析钢有时也可采用球化退火。
球化退火加热温度为Ac1+(20～40)℃或Acm-(20～30)℃，保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，才能保证球化退火正常进行。
球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，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。
软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内（A1温度下方），维持一段时间之后空冷，其主要目的在於使以加工硬化的工件再度软化、回復原先之韧性，以便能再进一步加工。此种热处理方法常在冷加工过程反覆实施，故又称之為製程退火。大部分金属在冷加工后，材料强度、硬度会随著加工量渐增而变大，也因此导致材料延性降低、材质变脆，若需要再进一步加工时，须先经软化退火热处理才能继续加工。
1 1 工业纯铁 退火 铁素体 白色等轴多边形晶粒为铁素体，深色线为晶界。
2 20钢 退火 低碳钢平衡组织 白色晶粒为铁素体，深色块状为珠光体，高倍可见珠光体中的层状结构。
3 45钢 退火 中碳钢平衡组织 同上，但珠光体增多。
4 65钢 退火 高碳钢平衡组织 占大部分的深色组织为珠光体，白色为铁素体。
5 T8钢 退火 共析钢平衡组织 组织全部为层状珠光体，它是铁素体和渗碳体的共析组织。
6 T12钢 退火 过共析钢平衡组织 基体为层状珠光体，晶界上的白色为二次渗碳体。
7 亚共晶 白口铁 铸态 变态莱氏体+珠光体 基体为黑白相间分布的变态莱氏体，黑色树枝状为初晶奥氏体转变成的珠光体。
8 共 晶 白口铁 铸态 变态莱氏体 白色为渗碳体（包括共晶渗碳体和二次渗碳体），黑色圆粒及条状为珠光体。
9 过共晶 白口铁 铸态 变态莱氏体+渗碳体 基体为黑白相间分布的变态莱氏体，白色板条状为一渗碳体
10 T8钢 正火 索氏体 索氏体是细珠光体，片层间距小
11 T8钢 快冷正火 屈氏体 屈氏体为极细珠光体，光学显微镜下难以分辨其层状结构，灰白色块状、针状为淬火马氏体。
12 65Mn 等温淬火 上贝氏体 羽毛球为上贝氏体，基体为索氏体或淬火马氏体和残余奥氏体。
13 65Mn 等温淬火 下贝氏体 黑色针状为下贝氏体，白色基体为淬火马氏体和残余奥氏体。
14 20钢 淬火 低碳马氏体 成束的板条状为低碳马氏体
15 T12 淬火 高碳马氏体 深色针片状组织为马氏体，白色为残余奥氏体
16 45钢 淬火 中碳马氏体 黑色针叶状互成120度夹角的针状马氏体，其余为板条状马氏体
17 T10钢 球化退火 球化体 基体为铁素体，白色颗粒状为渗碳体。
18 T12 正火 正火组织 白色呈针状、细网络状分布的为渗碳体，其余为片层状珠光体。
19 15钢 渗碳后退火 渗碳组织 表层为过共析组织（网状渗碳体+珠光体），由表向内含碳量逐渐减少，铁素体增多。
概述W18Cr4V钢的退火工艺
1 概述
W18Cr4V高速工具钢是一种得到广泛应用的高碳合金钢。通常它是在机加工成型之后再经过合理的热处理，才能获得优良的性能。W18Cr4V钢有两个显著特点：一是含有大量合金元素W、Cr、V；二是采用极高的淬火温度和回火温度进行热处理。因此钢的淬火温度差别会对钢的性能有很大的影响，甚至会带来致命的缺陷，同时回火温度也不能忽视，有时回火温度相差10℃会给高速钢性能带来很大影响。
W18Cr4V是钨系高速钢的典型钢种，它是一种历史最久、应用最广的通用型高速钢，被广泛用于制造车刀、铣刀、拉刀、绞刀、插齿刀、钻头、丝锥等工业
刀具。
但W18Cr4V钢本身也有很多缺陷。如钢中合金碳化物的数量很多，碳化物不均匀性较严重。在碳化物富集处，因碳和合金元素贫乏，又会导致硬度与强度下降，降低热硬性。W18Cr4V钢的始锻温度为1140℃～1180℃，终锻温度在900℃左右，终锻温度太低会引起锻件开裂，太高会造成晶粒不正常长大，出现萘状断口。W18Cr4V钢属于高合金钢，导热性差，应分段加热，低温时加热速度慢一些，高温时则快速加热，同时要控制好装炉量，并适当地翻转，使工件受热内外温度均匀。而通过热处理可以弥补W18Cr4V钢的性能缺陷，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。这对生产和实际应用都有着非常重要的意义。
2 实验部分
2.1 实验材料
本次实验采用的材料为W18Cr4V高速工具钢，形状为矩形，数量为6个。
2.2 实验器材
样品制备仪器：SX2-2.5-12型电阻炉、金相砂纸、P-2型抛光机、4%的硝酸酒精溶液。 观察分析仪器：XJP-6A型金相显微镜、HR-150A型洛氏硬度计、XRD—X射线衍射仪（D/max-RB型）。
抛光机型号为P-2和电阻炉的规格为SX2-2.5-12。
2.3 实验方案
2.3.1 W18Cr4V钢的退火。W18Cr4V高速钢的锻后退火工艺有普通退火和等温球化退火两种工艺，为了减少淬火加热时的过热敏感性、变形、裂纹的倾向性，要求高速钢淬火前的原始组织应为球状珠光体，且含碳量大于0.5%的球状珠光体的切削性能优于片状珠光体，含碳量愈高，差别愈大，普通退火工艺为860℃～880℃加热保温，然后以每小时15℃～20℃的冷却速度冷到500℃出炉，仅冷却就需10小时左右，而如果采用等温退火，可大大缩短退火时间。因此为保证质量和缩短退火时间对高速钢锻后采用等温球化退火工艺，退火温度不能超过Ac1过高（W18Cr4V钢Ac1：820℃～840℃），否则大量合金元素将溶入奥氏体中，使其在冷却时稳定性增大，退火后硬度偏高。
做热处理的人都要知道的金相组织图
搞热处理和材料这么多年，下面这15个金相组织搞不清楚，等于白混了！！
1.奥氏体
定义：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格
特征：奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶。在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形。经过一段时间加热或保温，晶粒将长大，晶粒边界可趋向平直化。铁碳相图中奥氏体是高温相，存在于临界点A1温度以上，是珠光体逆共析转变而成。当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时，Ni,Mn等，则可使奥氏体稳定在室温，如奥氏体钢。
2.铁素体
定义：碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体
特征：亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体 定义：碳与铁形成的一种化合物
特征：渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
• 在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状
• 过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状
• 铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状
4.珠光体 定义：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物
特征：珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
• 在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
