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1、钢的球化退火机理的研究东北工学院王全山焦作光樊邯生。工具钢和轴承钢在锻轧后都要进行球化A。:的温度长时间加热¹在稍低于。钢经球化退火后的组织和性能与退火C,。二气退火º在A~A之间的温度加热保温后,r,以下适加热时残留碳化物数目密切相关而残留碳缓慢冷却(缓冷球化法)或冷至A、。化物受加热温度加热速度及保温时间的影当温度保温到转变完了(等温球化法),。。,响也与钢的成分及原始组织有关残留碳»在接近A点稍上稍下的温度反复加,,又。化物一定时能否得到理想的球化组织热冷却(循环球化法)。取决于冷,却速度的大小关于这些影响因素
2、此外还有正在试验研究中的各种新的,、及球化机制在国内外已有人进行过不少研球化处理方法如往复热处理法〔‘〕〔‘〕。,究本文想就这些研究结果并结合我们进行(又称多次球化处理)控轧快速球化法〔7〕。的工作做一粗略介绍。等等2.球状碳化物的形成过程、一常用的球化处理方法在适当条件下碳化物呈球状化是一种自,发倾向因为这样可以得到此平衡条件下的。常用的球化方法如图I所示。最低表面能在第¹种球化法即AC:以下长时间加热¹长时间加热法法,,中根据球化前原始组织的不同球化处Al。理时的组织变化过程也不相同如原始组织””””,/,为马
3、氏体和贝氏体等球化过程是从这些非平衡组织的基体上析出碳化物并成长为球状。,的过程如果原始组织为片状珠光体若在º缓冷法和等温转变法。:,—A温度以下发生球化则是通过溶解与沉积的碳扩散过程使片状渗碳体首先分断然后l一.A。。,逐渐长成球状片状珠光体在A以下的球子井长厂升只.。2a化过程示意图如图所示,球化时的所谓溶解和沉积过程简单来»反复循环加热冷却法)说就是在一定温度下渗碳体中的碳原子与周:A.、围固溶体(A以下为铁素体)的碳原子处协产r一一,、人.^l‘“洲、eJ八1一、yV于动态平衡,一状态这样平衡着的碳浓度与渗
4、,碳体的曲率半径有关渗碳体尖角部位的碳,原子较易迁走所以尖角周围的铁素体比靠图1.常用的球化处理方近渗碳体平直部位的铁素体具有较高的碳浓法,,,析出如此不断进行最后形成曲率半径相度这必将引起铁素体内碳的扩散而打破了。动态平衡,,必然导近的球状碳化物片状渗碳体的分断和球化为了保持这种动态平衡至渗碳体尖角继续溶解并在其平直部位沉积。都离不开溶解和沉积过程、、“日主日石舀日石闯斤万司“’曰匡三王曰巴三三日巳里全别匕旦竺到b)亚晶界:.。)乃月/.’;八、/自、}.f份‘、畔丫火~//一爪一图2.片状渗碳体的分断和球化过程示
5、意图片状珠光体中一般也存在着位错和亚晶分断后的渗碳体块也通过溶解和沉积,,界这是因为珠光体的两个相热膨胀系数不过程使尖角逐渐溶解平直部分因沉积而逐,。,。同在冷却时所引起的畸变造成的图片1渐鼓出最后变为球形这一转变过程如图2ca、,,。r,。b〔够〕是T召钢片状珠光体电镜照片可所示图片2是我们测试的GC钢片状珠光。。以看到轻微的位错和亚晶结构渗碳体片之体在了2S℃转变为粒状珠光体的电镜照片,所以能被分断就是因为珠光体存在着位错和另外片状珠光体的钢进行塑性变形后,。A。:以下温度加热,或在C:亚晶等缺陷分断是在这些缺陷
6、上产生的在A附近进行塑性,,渗碳体的分断过程如图Zb〔8〕所示渗碳体变形由于增加了渗碳体和铁素体的位错密中亚晶界形成的凹坑两侧比其他平直部分具度和亚晶界的数量或使渗碳体片折断而大大。。有较小的曲率半径因此亚晶界两侧的渗碳加快了渗碳体分断和球化速度例如T召钢:‘体尖角逐渐溶解并在附近平直的渗碳上沉积在如下温度和压缩率下进行变形D0℃。,、、、、析出尖角的溶解使其曲率半径增大这样20%‘口。℃子0%‘80℃10%‘召0℃7口%,,又破坏了此处相界表面张力的平衡为保持730℃10%其球化程度的电镜照片分别如表面张力的平衡,
7、凹坑将继续被溶解而加图片I.e、d、e、f、g、h〔4〕所示。可以看。,,深在渗碳体片的另一面也发生上述溶解析到随变形温度和变形量的提高位错密度。出过程如此不断进行直至渗碳体片溶穿而增加,,渗碳体变形折毁程度加大球化愈趋。。断开分断现象在渗碳体中位错密度高的区完全‘s0℃却%的变形和月O℃10%的变形。。域也会发生过程中几乎已完全球化0r~。x0峭目叫大要职书脚半名攀最攀件刻禅侧拭穿析(硬日芬喇饭应工谕部分球化a全完球化b.。:图片2片状珠光体在A以下变为粒状珠光体的电镜照片(s000x)第º种球化法即生产中常用的缓
8、冷法,下的珠光体组织也不会立刻就变成奥氏体,和等温球化法的球化过程是在加热到奥氏体而是如图3所示的那样随着奥氏体的形化时使其,,保留相当数量的未溶的残留碳化成铁素体逐渐转变成奥氏体而逐渐断开,,以这。物在随后冷却时些残留碳化物为核的渗碳体的溶解是非常缓慢的因此在实际。C,,心析出碳化物并成长为球状退火时在A球化退火条件下总有相当数量的未溶碳化~
