碳素工具钢球化退火处理原因及原理

碳素工具钢球化退火处理原因及原理

碳素工具钢属共析和过共析钢(含碳0.7~1.4%)，锻造空冷后组织中出现粗片状珠光体，有时还存在网状二次渗碳体。这种组织既不利于切削加工，又可能在悴火后得到由网状渗碳体包围着马氏休的脆性组织。并且，由于渗碳体网的存在，造成了合金元素的不均匀(在网状渗碳体附近，碳和合金元素富集)，淬火时造成了很大的组织应力，容易引起变形或开裂。正火可以消除和减少二次渗碳体网，但硬度仍然较高，而且得到的细片状珠光体在悴火时容易过热。球化退火的目的，就是为了把片状珠光体中的渗碳体球化，获得所谓球状珠光体，以降低硬度(T10钢经球化后，硬度由HB255~321降至HB≤197)、改善切削性能和防止过热(球状渗碳体比细片状渗碳体溶入奥氏体的能力小)，并为获得理想的悴火组织----球状渗碳体加细针状马氏体作好组织准备。

球化退火工艺的原理是依靠片状渗碳体的自发球化倾向和聚集长大。当片状珠光体在加热至A1+20~30℃时，其中渗碳体开始局部溶解，使一片渗碳体断开为若干细的点状渗碳体，弥散在奥氏体基体上，同时，由于加热温度低和渗碳体不完全溶解，造成奥氏体成分的极不均匀。在随后的缓冷过程中，以原有的细碳化物质点为核心，或由奥氏体的富碳区产生新的碳化物核心，形成均匀而细小的顺粒状碳化物。这些碳化物在缓冷或等温保温过程中聚集长大，并向能量最低的状态转化为球状渗碳体。

生产中对珠光休组织级别的评定，碳素工具钢按碳素工具钢技术条件(GB1298-77)，合金工具钢按合金工具钢技术条件(GB1299-77)进行。

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