等温球化退火工艺曲线
球化退火
球化退火
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。
热处理专科毕业设计GCr15轴承钢球的热处理工艺及缺陷分析
GCr15轴承钢球的热处理工艺及缺陷分析摘要：本论文重点对GCr15轴承钢球热处理工艺的设计进行了讨论，同时对热处理后其可能存在的热处理工艺缺陷进行了分析。
钢球在不同热处理工艺下虽然都能达到其使用要求，但所需的成本却大不相同，因此在满足其使用要求的同时也应该注意生产成本。
热处理常常因操作、原材料等产生缺陷，但只要有正确的热处理工艺并严格按工艺进行加工热处理缺陷也是可以避免的，即使产生了缺陷也可以采取相应的措施及时修复缺陷。
关键词：GCr15 轴承钢球热处理设计热处理工艺热处理缺陷引言滚动轴承是机械工业十分重要的基础标准件之一;滚动轴承依靠元件间的滚动接触来承受载荷，与滑动轴承相比:滚动轴承具有摩擦阻力小、效率高、起动容易、安装与维护简便等优点。
缺点是耐冲击性能较差、高速重载时寿命低、噪声和振动较大。
图 1 轴承及钢球实物图滚动轴承的基本结构（图 1）：内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。
常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子。
轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承钢（如GCr15、GCr15SiMn）制造，热处理后硬度应达到61～65HRC。
当滚动体是圆柱或滚针时，有时为了减小轴承的径向尺寸，可省去内圈、外圈或保持架，这时的轴颈或轴承座要起到内圈或外圈的作用。
为满足使用中的某些需要，有些轴承附加有特殊结构或元件，如外圈带止动环、附加防尘盖等。
滚动轴承钢球的工作条件极为复杂，承受着各类高的交变应力。
在每一瞬间，只有位于轴承水平面直径以下的那几个钢球在承受载荷，而且作用在这些钢球的载荷分布也不均匀。
力的变化由零增加到最大，再由最大减小到零，周而往复得增大和减小。
在运转过程中，钢球除受到外加载荷外，还受到由于离心力所引起的载荷，这个载荷随轴承转速的提高而增加。
滚动体与套圈及保持架之间还有相对滑动，产生相对摩擦。
滚动体和套圈的工作面还受到含有水分或杂质的润滑油的化学侵蚀。
在某些情况下，轴承零件还承受着高温低温和高腐蚀介质的影响。
45钢退火工艺曲线
45钢退火工艺曲线
钢的退火工艺曲线是指在退火过程中，钢材的温度变化与时间
的关系曲线。
退火是一种热处理工艺，通过控制钢材的加热、保温
和冷却过程，以改善钢材的组织结构和性能。
钢的退火工艺曲线通常包括以下几个主要阶段：
1. 加热阶段，钢材在退火炉中逐渐加热到一定温度。
加热速度
通常根据钢材的类型和尺寸来确定，以避免过快的加热导致温度不
均匀或产生应力。
2. 保温阶段，钢材达到退火温度后，保持一定的时间使温度均
匀分布并使钢材内部的晶粒重新长大。
保温时间的长短取决于钢材
的类型、尺寸和所需的组织结构变化。
3. 冷却阶段，保温结束后，将钢材从退火炉中取出，进行冷却。
冷却速度可以根据需要选择不同的方法，如自然冷却、风冷或水淬等。
冷却速度的选择会对钢材的组织结构和性能产生影响。
钢的退火工艺曲线的具体形态和参数会根据不同的钢材类型、
尺寸和要求而有所差异。
一般来说，退火工艺曲线可以用图表表示，横轴表示时间，纵轴表示温度。
曲线的形状可能是一个平稳的上升
曲线，表示加热过程；一个水平的直线，表示保温过程；最后是一
个下降曲线，表示冷却过程。
通过合理设计和控制退火工艺曲线，可以实现钢材的晶粒细化、消除应力、改善硬度和韧性等目标。
不同的钢材和应用领域可能需
要不同的退火工艺曲线，因此在实际应用中，需要根据具体情况进
行工艺参数的选择和调整。
总之，钢的退火工艺曲线是一个重要的工艺参数，它对钢材的
组织结构和性能具有重要影响。
合理设计和控制退火工艺曲线，可
以使钢材达到所需的性能要求。
球化退火与软化退火
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。
热处理工艺
zwb39242007-06-30 09:11热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。
所以热处理的过程就是按加热→保温→冷却这三阶段进行，这三个阶段可用冷却曲线来表示（如图所示）。
不管是那种热处理，都是分这三个阶段，不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。
热处理工艺的特点是不改变金属零件的外形尺寸，只改变材料内部的组织与零件的性能。
所以钢的热处理目的是消除材料的组织结构上的某些缺陷，更重要的是改善和提高钢的性能，充分发挥钢的性能潜力，这对提高产品质量和延长使用寿命有重要的意义。
钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。
常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；1.退火把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温．退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
a将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力．b，把钢加热到７５０度，保温一段时间，缓慢冷却至５００度下，最后在空气中冷却叫球化退火．目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢．c，去应力退火又叫低温退火，把钢加热到５００～６００度，保温一段时间，随炉缓冷到３００度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力．2.正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
3.淬火将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃）,保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
钢的热处理及组织转变
二、钢在加热及冷却时的组织转变
② 贝氏体型转变 ：
一、钢的热处理
钢的退火：
⑴ 退火的定义 将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却下 来，获得接近平衡状态的组织的热处理工艺，称为退火。 ⑵ 退火的目的
① 降低硬度，提高塑性和韧性；
② 消除残余内应力，减轻变形和防止开裂； ③ 均匀成分，细化晶粒，为最终热处理作准备； ④ 改善或消除铸造、轧制、焊接等加工中的组织缺陷。
降低钢的硬度和耐磨性。
温度过低，在淬火组织中出现铁素体，使淬火组织出现软 点，降低钢的强度和硬度。
一、钢的热处理
钢的淬火：
理想的淬火冷却曲线 应该是：在650～550 0 C范围要快冷，其它 温度区间不需快冷， 尤其在Ms点以下更不 需快冷，以免引起工 作变形或开裂。
一、钢的热处理
钢的淬火：
保持适当时间，缓慢冷却，重新形成均匀的晶粒，以消除
形变强化效应和残余应力的退火工艺。
目的：
温度 再结晶温度
消除加工硬化
提高塑性
改善切削加工性能
时间
一、钢的热处理
钢的正火：
⑴ 定义：将钢加热到 AC3 或 Accm 以上 30～50℃，保温一定
时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺，称为钢的正火。
上贝氏体 （羽毛状）
500
下贝氏体 （针叶状）
二、钢在加热及冷却时的组织转变
② 贝氏体型转变 ：
性能上看上贝氏体的脆性较大，无实用价值；而下贝 氏体则是韧性较好的组织，是热处理时（如采用等温淬火） 常要求获得的组织。
原因：上贝氏体中的碳 化物呈较粗的片状，分
布在铁素体板条间，且
不均匀，使板条容易发 生脆废；
获得的球化效果较好，在大件和大批量生产中难以实现，
t10等温球化退火温度
球化退火温度及其作用1. 什么是球化退火球化退火是金属热处理中的一种常用方法，通过加热和冷却金属材料，以改善其结晶状态和力学性能。
球化退火的过程包括加热至临界温度、保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。
这样可以使金属材料的晶粒得到重新排列，形成较为均匀的结构。
2. 球化退火的目的球化退火主要有以下几个目的：•消除应力：金属在加工过程中可能会产生应力集中区域，通过球化退火可以使这些应力得到释放，从而提高材料的耐腐蚀性和抗疲劳性。
•改善塑性：球化退火可以使金属材料晶粒细化，并消除晶界和析出物等缺陷，从而提高其塑性和延展性。
•提高机械性能：球化退火可以改善金属材料的硬度、强度和韧性等机械性能，使其更适合特定的工艺要求。
3. 确定球化退火温度的因素确定球化退火温度是球化退火过程中的关键步骤之一，其取决于以下几个因素：•材料类型：不同材料对应不同的球化退火温度范围。
例如，碳钢通常在700℃到900℃之间进行球化退火，而铝合金则需要较低的温度范围。
•结构要求：球化退火的目标是改善材料的结晶状态和力学性能，因此根据具体要求，选择合适的温度可以达到最佳效果。
•加工工艺：球化退火通常是在材料加工过程中进行，不同加工工艺可能对应不同的球化退火温度要求。
例如，冷变形后需要通过高温球化退火来恢复材料的塑性。
4. 球化退火温度与效果的关系合理选择球化退火温度可以获得最佳效果，具体与以下几个因素相关：•晶粒尺寸：较高的球化退火温度可以促进晶粒长大并消除晶界缺陷。
然而，过高的温度可能导致晶粒长大过快，从而影响材料性能。
•残余应力：球化退火可以消除材料中的应力集中区域，降低残余应力。
适当的退火温度可以实现最佳的应力释放效果。
•特定性能要求：不同的材料和工艺对特定性能有不同要求。
通过选择合适的球化退火温度，可以改善材料的硬度、韧性、抗腐蚀性等特定性能。
5. 球化退火温度的控制方法为了确保球化退火过程中温度的准确控制，可采用以下方法：•热处理设备：选择具有稳定温度控制系统的热处理设备，如电阻炉、气氛炉等。
浅谈四把火
浅谈四把火“四把火”是指冶金工业生产中最重要的四项热处理工艺包括退火,正火,淬火,回火。
一、“第一把火”退火退火是将工件加热到适当温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。
退火的主要目的是为了降低钢铁材料的硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能和锻压加工性能；细化钢铁材料组织，均匀其化学成分；消除钢铁材料的内应力，防止其变形和开裂；为后续加工或热处理做准备。
退火主要用于碳素结构钢、合金结构钢的铸件、锻件、焊件及钢锭等。
根据钢铁材料的化学成分和退火目的的不同，退火通常分为完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、均匀化退火等。
（部分退火的加热温度范围如图 01所示。
部分退火工艺曲线如图 02所示。
）图 01 部分退火工艺加热温度范围示意图图 02 部分退火工艺曲线示意图二、“第二把火”正火正火就是将工件加热到奥氏体化后，保持适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。
正火与退火相比，一般加热温度比退火高；冷却速度比退火快，过冷度较大，因此正火后得到的组织比较细，强度和硬度比退火高。
另外，正火与退火相比具有操作简便、生产周期短、生产效率高、生产成本低的的优点。
正火的目的与退火类同，不过具有更高的力学性能，主要用于对于力学性能要求不高的普通结构零件，正火可作为最终热处理。
对于低中碳结构钢，主要是提高硬度，改善切削加工性能；对于过共析钢，为球化退火、淬火做组织准备。
三、“第三把火”淬火淬火是指将工件加热到奥氏体化后，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。
淬火的主要目的就是为了强化材料，提高材料的强度或硬度，用于要求有较高强韧性的工模具和弹簧及要求高硬度的零件之中。
这里要注意，淬火后的工件是不能直接使用的，必须进行回火后才能投入生产、使用。
不同的钢种其淬火加热温度不同。
非合金钢的淬火加热温度可由铁碳合金相图确定，如图 03所示。
图 03 非合金钢淬火加热的温度范围淬火加热时间包括升温时间和保温时间。
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等温球化退火工艺曲线
等温球化退火工艺曲线是一种金属加工过程中常用的热处理工艺。
其目的是通过加热和冷却金属材料，使其达到一定的物理和化学性质，并增强其力学性能和耐腐蚀性。
等温球化退火工艺曲线包括以下几个步骤：
1. 预热阶段：将金属材料加热到一定温度，使其达到均匀的温度分布，通常在850℃以上进行。
2. 保温阶段：将金属材料保持在一定温度下，使其达到均匀的晶粒尺寸和分布。
保温时间通常在1-4小时之间，具体时间因材料种类和加工条件而异。
3. 冷却阶段：将金属材料从高温状态迅速冷却至室温，以使其晶粒尺寸保持在所需范围内，达到均匀的晶体结构。
等温球化退火工艺曲线的曲线图通常分为三个部分：加热曲线、保温曲线和冷却曲线。
加热曲线通常呈斜直线，表示金属材料的温度随时间的变化趋势。
保温曲线呈平直线，表示金属材料在一定温度下的保持时间。
冷却曲线呈陡峭直线，表示金属材料在迅速冷却下的温度变化趋势。
通过等温球化退火工艺曲线的控制，可以使金属材料达到最优的力学性能和耐腐蚀性。
同时，也可以控制金属材料的晶体形态，使其具有更好的加工性能和表面质量。
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