《T10A钢球化退火工艺对组织和硬度的影响5030.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《T10A钢球化退火工艺对组织和硬度的影响5030.docx（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、毕业论文文题目： T100A钢球球化退火火工艺对对组织和和硬度的的影响学院：专业：班班级：学学号学生姓名名：导师姓名名：完成时间间：诚 信信 声声 明明本人声明明：1、本人人所呈交交的毕业业设计（论论文）是是在老师师指导下下进行的的研究工工作及取取得的研研究成果果；2、据查查证，除除了文中中特别加加以标注注和致谢谢的地方方外，毕毕业设计计（论文文）中不不包含其其他人已已经公开开发表过过的研究究成果，也也不包含含为获得得其他教教育机构构的学位位而使用用过的材材料；3、我承承诺，本本人提交交的毕业业设计（论论文）中中的所有有内容均均真实、可可信。作者签名名： 日期： 年 月 日日毕业设计计（论文文
2、）任务务书题目：TT10AA钢球化化退火工工艺对组组织和硬硬度的影影响姓名学院院专业 材料成成型 班级级学号 22指导老师师职称教研研室主任任一、基本本任务及及要求： 1分析、归归纳T110A钢钢的成分分特点、组组织转变变规律、热热处理工工艺及主主要工艺艺参数、性性能特点点及应用用； 2确定TT10AA钢常用用的球化化退火工工艺及其其主要参参数，画画出其球球化退火火工艺曲曲线，并并分析其其将获得得的金相相显微组组织及大大致的硬硬度；3根据据所确定定的球化化退火工工艺及其其主要参参数，进进行T110A钢钢的球化化退火工工艺操作作和试验验研究，测测定球化化退火后后的硬度度，分析析其硬度度变化的的原
3、因； 4对球化化退火后后的T110A样样品进行行金相显显微组织织分析，确确定其金金相显微微组织的的基本组组成，并并分析其其球化退退火工艺艺及其主主要参数数对显微微组织和和硬度的的影响规规律。二、进度度安排及及完成时时间： 1. 20012年年2月27日3月18日，查阅阅资料、撰写文文献综述述和开题题报告； 2. 20012年年3月19日4月01日，课课题调研研、资料料收集、方方案设计计； 3. 20012年年4月02日4月29日，试试验研究究及结果果分析； 4. 20012年年4月30日5月20日，撰撰写毕业业论文； 5. 20012年年5月21日6月03日，将将毕业论论文送指指导教师师审阅、
4、评评阅教师师评阅； 6. 20012年年6月04日6月17日，毕毕业论文文答辩和和资料整整理。目 录摘要 Absttracct 第1章 绪论论 11.1引引言 111.2论论文研究究背景及及目的 221.3本本课题的的研究内内容及试试验手段段 3第2章 试试验过程程及分析析 442.1 球化退退火工艺艺方案 4 2.2试试验设备备 42.3 试验过过程 77 2.33.1 试样的的准备 772.3.2 试试样的热热处理工工艺过程程 7 2.3.3 试试样硬度度值的测测试 112 2.33.4 试样的的磨制 122.3.5 试试样的抛抛光 1132.3.6 试试样的浸浸蚀 1142.3.7显微微
5、组织的的观察 144第3章 试验结结果及分分析 153.1力力学性能能试验1553.2金金相显微微组织分分析 1553.3 球化退退火的综综合分析析及其实实际应用用 18结论 21参考文献献 22致谢 23T10AA钢球化化退火工工艺对组组织和硬硬度的影影响摘 要要：通过试试验分析析T100A钢的的成分、组组织、性性能以及及应用，并并对T110A钢钢进行普普通球化化退火和和等温球球化退火火处理，接接着对热热处理后后的试样样进行硬硬度测试试和显微微组织观观察分析析，研究究普通球球化退火火和等温温球化退退火工艺艺对T110A钢钢在组织织、性能能及应用用方面的的影响，结结果表明明，T110A钢钢球化
6、退退火后得得到了在在铁素体体基体上上均匀分分布的球球状或颗颗粒状碳碳化物的的组织。TT10AA等温球球化退火火后的硬硬度略低低于普通通球化退退火处理理后的硬硬度，硬硬度随球球化退火火温度的的升高而而升高。TT10AA等温球球化退火火后的组组织较于于普通球球化退火火处理后后的的组组织更加加均匀，因因此等温温球化退退火的切切削性能能比普通通球化退退火钢更更佳，等等温球化化退火的的综合力力学性能能优于普普通球化化退火。关键词：T100A钢；球化退退火；显显微组织织Inflluennce to Strructturee annd HHarddnesss oof TT10AA Sppherroiddiz
7、iing Annneallingg PrroceessAbsttracct:FFirsstlyy, ttesttingg annd aanallysiing thee coompoosittionn, mmicrrosttruccturre, prooperrtiees aand apppliccatiion of thee T110A.Theen ddo oordiinarry sspheeroiidizzingg annneaalinng aand isootheermaal sspheeroiidizzingg annneaalinng tto iit.TThirrdlyy, ddo t
8、the harrdneess tesst aand miccrosstruuctuure obsservvatiion andd annalyysiss too thhe hheatt trreatted sammplees.TThrooughh alll oof tthosse mmethhodss,exxploore thee innfluuencce oof oordiinarry sspheeroiidizzingg annneaalinng aand isootheermaal sspheeroiidizzingg annneaalinng tto tthe strructturee
9、, ppropperttiess annd aappllicaatioons of T100A. Thee reesullts is thaat, aftter T100A ssteeel bballl annneaalinng,ttherre iis gglobbulaar oor ggrannulaar ccarbbidee orrgannizaatioon wwhicch iis uunifformmly disstriibutted in thee feerriite mattrixx.Affterr issothhermmal sphherooidiizinng aanneealii
10、ng, thhe hharddnesss oof TT10AA iss sllighhtlyy loowerr thhan thaat aafteer oordiinarry bballl annneaalinng .Andd itt beecamme hhardder witth tthe rissingg off sppherroiddiziing annneallingg teempeeratturee .AAfteer iisottherrmall sppherroiddiziing annneallingg ,tthe strructturee off T110A beccomee
11、moore uniiforrm tthann thhat aftter orddinaary orgganiizattionn.Soo thhe ccutttingg peerfoormaancee off T110A aftter isootheermaal sspheeroiidizzingg annneaalinng iis bbettter thaan aafteer oordiinarry sspheeroiidizzingg annneaalinng,aand thee coomprreheensiive mecchannicaal ppropperttiess arre aals
12、oo beetteer.Key Worrds：T100A ssteeel；Balll aanneealiing；miccrosstruuctuureIII第1章 绪论论1.1 引言钢铁材料料在国民民经济中中占有十十分重要要的地位位, 它们们的应用用非常广广泛。在在实际使使用或生生产加工工过程中中,人们对对钢铁材材料提出出了各种种不同的的性能要要求, 单凭原原始材料料的性能能已经满满足不了了工程技技术上的的要求。例例如: 为了便便于切削削加工就就要求材材料的硬硬度适当当降低, 以节节约机械械加工时时的刀具具消耗和和提高劳劳动生产产率；为使零零件耐磨磨损, 延长使使用寿命命, 就要要求其具具有较高
13、高的硬度度；为使零零件能在在有腐蚀蚀性气体体的环境境中长期期工作, 就要要求其具具有一定定的耐腐腐蚀性等等。为满满足这些些性能要要求, 除了合合理地选选用材料料外, 还要进进行热处处理, 如此才才能充分分发挥钢钢铁材料料的性能能特点。由由此可知知, 热处处理在机机械制造造业中占占有十分分重要的的地位。热处理是是机械工工业的一一项重要要基础技技术，通通常如轴轴、轴承承、齿轮轮、连杆杆等重要要的机械械零件和和工模具具都是要要经过热热处理的的，而且且，只要要选材合合适，热热处理得得当，就就能使机机械零件件和工模模具的使使用寿命命成倍、甚甚至十几几倍的提提高。热热处理对对于充分分发挥金金属材料料的性能
14、能潜力、提提高产品品的质量量、节约约材料、减减少能耗耗、延长长产品的的使用寿寿命、提提高经济济效益都都具有十十分重要要的意义义。据统统计，在在机床制制造中有有60%70%的零部部件要经经过热处处理；在在汽车、拖拖拉机制制造中有有70%90%的零部部件要经经过热处处理；各各种工具具和滚动动轴承等等则1000%的的要进行行热处理理1。 随着近几几年机械械切削加加工和冷冷镦模的的高速发发展，刀刀具材料料及模具具材料的的发展也也非常迅迅速，出出现了很很多新型型的材料料。其中中碳素工工具钢，特特别是TT10AA所独有有的价格格便宜易易切削、耐耐磨等特特点使其其在刀具具及冷镦镦模中依依然占有有很大比比例。
15、但但碳素工工具钢的的一些缺缺陷也使使得它在在发展迅迅速的机机械行业业有一定定的局限限性。 通过低淬淬透性冷冷作模具具钢，高高级高碳碳工具钢钢，优点点是可加加工性能能好，价价格便宜宜，来源源容易，但但是淬透透性较差差，淬火火变形大大，因为为钢中含含有合金金元素少少，回火火抗力低低，因而而承载能能力低。虽虽有高的的硬度和和耐磨度度，但是是小截面面工件韧韧性不足足，大截截面段坯坯有残余余网状碳碳化物倾倾向。 完全球球化的最最低加热热温度7740，最佳佳等温温温度69907200，出出现片状状碳化物物的加热热温度7780，受热热软化温温度2550，淬淬硬深度度为水淬淬1518mmm，油油淬57mmm。
16、 该该钢在退退火状态态下进行行粗加工工，然后后淬火低低温回火火至高硬硬度，再再精加工工。获得得高的耐耐磨性和和镜面抛抛光性。进进行低碳碳马氏体体低温淬淬火，使使具有较较高的耐耐磨星河河强韧性性，预防防和减少少变形和和开裂现现象22。1.2 论文研研究背景景及目的的热处理工工艺一般般分为最最终热处处理和预预先热处处理。预预先热处处理是为为了消除除或改善善前道工工序引起起的某些些缺陷，为为最终热热处理最最好准备备，退火火和正火火是工件件预先热热处理的的主要手手段。钢钢的退火火和正火火均为普普通热处处理的基基本工艺艺，主要要用于铸铸、锻、焊焊毛坯的的预先热热处理，以以及改善善机械零零件毛坯坯的切削削
17、加工性性能。球球化退火火是不完完全退火火的一种种特例。球化退火火是不完完全退火火的一种种特例，目目的是将将共析及及过共析析钢中的的片状碳碳化物转转变为状状碳化物物，使之之均匀分分布于铁铁素体基基体上。碳化物由由片状变变为球状状后有以以下优点点：硬度度降低，使使钢的可可加工性性得到改改善；加加热时球球化碳化化物溶入入奥氏体体较慢，奥奥氏体晶晶粒不容容易长大大，故有有较宽的的淬火温温度范围围；淬火火后得到到隐晶马马氏体，残残留奥氏氏体量较较少，并并保留一一定量的的细小均均匀分布布的球化化碳化物物，淬火火开裂倾倾向性较较小；塑塑性、韧韧性较好好，冷成成形加工工得到改改善。球化退火火主要用用于碳含含量
18、高于于0.66%的高高碳工具具钢及轴轴承钢等等，目的的是改善善可加工工性，并并为最终终热处理理做好组组织准备备。有时时为改善善低中碳碳钢的冷冷成形性性，也可可采用球球化退火火6。实践表明明，加热热时奥氏氏体成份份越不均均匀，退退火后越越容易得得到球化化组织。将将过共析析伪片状状珠光体体加热到到略高于于Ac1温度度短时间间保湿后后，得到到奥氏体体加未溶溶渗碳体体。此时时，渗碳碳体已不不是完整整的片状状，而是是厚薄不不平，凹凹凸不平平，有些些地方已已经溶解解断开。延延长保湿湿时间，这这些未溶溶渗碳体体将渐趋趋向于球球化。T10AA钢是一一种应用用广泛的的工具、量量具、冷冷作模具具钢，它它具有高高硬
19、度、高高强度、高高耐磨性性和淬火火变形小小等优点点9。然而而，由于于其硬度度值较高高，难以以进行切切削加工工，故在在生产中中用T110A钢钢制作冷冷镦凸模模时极易易出现崩崩刃、折折断及淬淬火开裂裂等现象象。因此此在实际际的工业业生产中中，经常常采用等等温球化化退火的的方法来来细化晶晶粒、降降低硬度度、改善善切削加加工性能能，为淬淬火做好好组织上上的准备备。但常常规的等等温球化化退火工工艺方法法，由于于加热温温度高、保保温时间间长、工工艺复杂杂，使TT10AA钢中碳碳化物仍仍呈粗细细不同、大大小不一一、分布布不均的的现象。而而它们是是引起变变形开裂裂的主要要原因，直直接影响响着产品品的质量量和使
20、用用性能，故故进一步步改善TT10AA钢的切切削加工工性能，预预防开裂裂倾向已已成为工工业生产产中亟待待解决的的问题。1.3 本课题题的研究究内容及及试验手手段本课题通通过了解解T100A钢的的成分、组组织、性性能、应应用等方方面的基基本知识识，以相相关金属属学与热热处理及及金属材材料学的的理论作作为指导导，拟定定了T110A钢钢的完全全退火和和正火工工艺，并并通过实实际的热热处理工工艺进行行试验操操作，分分析普通通球化退退火与等等温球化化退火对对T100A钢的的组织和和性能的的影响。并并通过分分析其金金相显微微组织及及组成，测测定硬度度值来对对T100A钢普普通球化化退火和和等温球球化退火火
21、工艺，从从使用性性、工艺艺性、经经济性三三个方面面进行综综合 分分析，并并说明其其在实际际生产中中的主要要应用方方向。其其中所包包含的试试验操作作或操作作程序有有： 准备备T100A钢的的试验样样品。拟定33组试样样进行三三个不同同加热温温度的等等温球化化退火处处理。其其中加热热温度分分别为7740；7660；7880保温440miin.在在6900下等温温30mmin。试试样随炉炉冷却到到5200后出炉炉空冷，然然后分别别制备经经不同温温度完全全退火后后的金相相试样，并并进行显显微组织织观察，拍拍照显微微组织图图。 采用用洛氏硬硬度计测测定完全全退火后后的试样样的硬度度值。 拟定定3组试试样
22、进行行普通球球化退火火处理，其其中加热热温度分分别为7740、7600、7800，保温440miin.试试样随炉炉冷却到到5200后出炉炉空冷，然然后分别别制备经经不同温温度正火火后的金金相试样样，并进进行显微微组织观观察，拍拍照显微微组织图图。 采用用洛氏硬硬度计测测定正火火后的试试样的硬硬度值。 根据据试验数数据，对对比T110A钢钢等温球球化退火火与普通通球化退退火处理理后的组组织和性性能，从从而总结结其在实实际生产产中的应应用。第2章 试验过过程及分分析2.1 球化退退火工艺艺方案本文研究究的是TT10AA钢，T110A钢钢球化退退火处理理后，所所得到在在铁素体体基体上上均匀分分布的球
23、球状或颗颗粒状碳碳化物的的组织。本本实验设设置了六六组实验验参数不不一样的的参数对对试样进进行了等等温球化化退火处处理。完完全等温温球化退退火温度度分别为为7400、7660、7880，保温温时间440miin。其其中等温温度为6690，等温温时间为为30mmin，随随炉冷却却到温度度为5000时再出出炉空冷冷。同时，为为使T110A钢钢等温球球化退火火工艺和和普通球球化退火火工艺有有效得进进行对比比，本实实验设置置了三组组加热温温度和等等温球化化退火分分别一致致的实验验参数进进行正火火处理。TT10AA钢球化化退火与与普通球球化退火火处理的的工艺方方案如下下表2.1和表表2.22所示。表2.
24、11 T110A钢钢试样等等温球化化退火工工艺方案案项目加热温度度/保温时间间/miin等温温度度/等温时间间/miin冷却方式式方案一7404069030随炉冷至至5200后出炉炉空冷方案二7604069030随炉冷至至5200后出炉炉空冷方案三7804069030随炉冷至至5200后出炉炉空冷表2.22 T110A钢钢试样普普通球化化退火工工艺方案案项目加热温度度/保温时间间/miin冷却方式式方案一74040随炉冷至至5200后出炉炉空冷方案二76040随炉冷至至5200后出炉炉空冷方案三78040随炉冷至至5200后出炉炉空冷2.2试试验设备备（1）箱箱式电阻阻炉所用型号号为SRRJX
25、-3-99，电阻炉炉是利用用电流通通过电阻阻丝产生生的热量量来加热热工件，同同时用热热电偶等等电热仪仪表控制制温度，操操作简单单、温度度准确。这类炉子的炉料一般在空气介质中加热，无机械化装置，供小批量的工件淬火、正火、退火等常规热处理之用，如图2.1所示。图2.11 箱箱式电阻阻炉（2）HHRS-1500型数显显洛氏硬硬度计用来测试试完全退退火试样样和正火火处理试试样的硬硬度值，如如图2.2所示示。图2.22 HHRS-1500型数显显洛氏硬硬度计（3）金金相粗磨磨砂纸所用型号号为1880#，用来来去除220钢原原材料表表面的氧氧化物，为为下一步步手工细细磨做准准备。（4）金金相细磨磨砂纸所用
26、金相相砂纸的的号数为为01、002、003、004、005，用用来对试试样进行行手工细细磨，以以便快速速制备金金相试样样。（5）金金相试样样机械抛抛光机 所用型号号为P-2，对对金相试试样进行行抛光处处理，消消除磨面面上的磨磨痕及金金属扰乱乱层，以以便制出出平整、光光亮、无无痕的金金相磨面面，如图图2.33所示。图2.33 金相相试样抛抛光机（6）44XB型金相相显微镜镜对试样进进行显金金相微组组织观察察和分析析，如下图图2.44所示。图2.44 44XB型金相相显微镜镜的外形形结构图图（7） 金相分分析仪选用GXX60-DS型型金相综综合分析析系统，配配备有高高倍、中中倍、低低倍三个个高质量
27、量物镜和和数码视视频采集集与处理理硬件，并并配套有有专用的的微机和和金相分分析专业业软件。观观察金相相显微组组织，拍拍照保存存特征相相图，金金相分析析仪如图图2.55所示。图2.55 金相相分析仪仪2.3 试验过过程试验通过过对T110A钢钢分别进进行等温温球化退退火和普普通球化化退火处处理，然然后对热热处理后后的T110A钢钢进行硬硬度测试试和显微微组织分分析，来来研究完完全退火火与正火火工艺处处理对TT10AA钢的组组织和性性能的影影响。采采用的具具体工艺艺流程如如图2.66所示。图2.66 TT10AA等温球球化退火火与普通通球化退退火工艺艺对比分分析试验验流程图图2.3.1试样样的准备
28、备原材料试试样是将将给定的的材料（尺尺寸为30mmm的T100A钢棒棒）制备备为可供供后续试试验运用用的试样样。本次次试验共共做这样样的试样样6个，为为后面的的试验做做好充分分的准备备。2.3.2试样样的热处处理工艺艺过程及及原理(1）TT10AA钢的特特点T10AA钢的特特点：此此钢强度度及耐磨磨性均较较T8和和T9高高，但热热硬性低低、淬透透性不高高且淬火火变形大大。适于于制造切切削条件件差、耐耐磨性要要求较高高，且不不受剧烈烈振动，需需要一定定韧性及及具有锋锋利刀口口的各种种工具，如如车刀、刨刨刀、钻钻头、切切纸机、低低精度而而外形简简单的量量具(如如卡板等等)，可可用作不不受较大大冲击
29、的的耐磨。通用低低淬透性性冷作模模具钢，高高级高碳碳工具钢钢，优点点是可加加工性能能好，价价格便宜宜，来源源容易，但但是淬透透性较差差，淬火火变形大大，因为为钢中含含有合金金元素少少，回火火抗力低低，因而而承载能能力低。虽虽有高的的硬度和和耐磨度度，但是是小截面面工件韧韧性不足足，大截截面段坯坯有残余余网状碳碳化物倾倾向。完完全球化化的最低低加热温温度7440，最最佳等温温温度66907200。(2） T10AA球化退退火组织织转变规规律 加热时时奥氏体体成分越越不均匀匀，退火火后越容容易得到到球化组组织。将将过共析析钢为片状状珠光体体加热到到略高于于Ac1温度短短时间保保温后，得得到奥氏氏体
30、加未未溶渗碳碳体。此此时渗碳碳体已不不是完整整的片状状，而是是厚薄不不均凹凸凸不平，有有些地方方已经溶溶解断开开。延长长保温时时间，这这些未溶溶渗碳体体将逐渐渐趋于球球化。将将钢从加加热温度度缓冷至至Ar1以下，奥奥氏体将将同时析析出碳化化物及铁铁素体（即即珠光体体转变）。加加热时形形成球状状碳化物物质点以以及奥氏氏体中含含碳量较较高的部部分将成成为碳化化物核心心。长大大成球状状碳化物物。最终终得到在在铁素体体基体上上均匀分分布着球球状碳化化物的球球状珠光光体。(3）球球化退火火工艺及及目的球化退火火的具体体工艺有有：普通（缓冷）球化退退火，缓缓冷适用用于多数数钢种，尤尤其是装装炉量大大时，操
31、操作比较较方便，但但生产周周期长；等温球球化退火火，适用用于多数数钢种，特特别是难难于球化化的钢以以及球化化质量要要求高的的钢（如如滚动轴轴承钢）；其生产产周期比比普通球球化退火火短，不不过需要要有能够够控制共共析转变变前冷却却速率的的炉子；周期球球化退火火，适用用于原始始组织为为片层状状珠光体体组织的的钢，其其生产周周期也比比普通球球化退火火短，不不过在设设备装炉炉量大的的条件下下，很难难按控制制要求改改变温度度，故在在生产中中未广泛泛采用；低温球球化退火火，适用用于经过过冷形变变加工的的钢以及及淬火硬硬化过的的钢（后后者通常常称为高高温软化化回火）；形变球球化退火火，形变变加工对对球化有有
32、加速作作用，将将形变加加工与球球化结合合起来，可可缩短球球化时间间。它适适用于冷冷、热形形变成形形的钢件件和钢材材（如带带材）是是在Accm或AAc3与AAc1之间间进行短短时间、大大形变量量的热形形变加工工者。 本实验验由于时时间及设设备原因因主要研研究普通通球化退退火和等等温球化化退火对对T100A对组组织和硬硬度的影影响球化退火火是使钢钢获得弥弥散分布布于铁索索体基体体上的细细粒状(球状）碳碳化物组组织。其其目的为为改善切切削性能能，减小小淬火时时的变形形开裂倾倾向性，为锻件得到相当均匀的最终性能。球化退火主要应用于轴承零件、刀具、冷作模具等的预备热处理，以改善切削加工性能及加工精度，消
33、除网状碳化物所引起的工具的脆断和刃口崩落，提高轴承的接触疲劳寿命等。中碳及中碳合金钢只当要求硬度极低而韧性极高（例如用于冷冲压坯料）时，才用球化退火，低碳钢般不进行球化退火，否则由于硬度过低（160170HBS）反而使切削加上性能变坏。在工具钢钢及轴承承钢碳化化物球化化的概念念中，应应该包括括一次碳碳化物、二二次碳化化物(由由奥氏体体中析出出)及共共析碳化化物这三三方面的的球化。一一次碳化化物系铸铸锭柱晶晶偏析所所引起的的亚稳定定奥氏体结晶晶产物，颗颗粒尺寸寸较大，常常沿轧制制方向分分布，形形成偏析析碳化物物带，硬硬度高、脆脆性大，易易造成淬淬火裂纹纹，使钢钢的耐磨磨性变差差，以至至工件在在使
34、用中中造成表表面脱落落或中心心破裂。一一次碳化化物的球球化主要要需要合理理的锻造造工艺，例例如反复复拉拔(相相当大的的总锻造比在十几、二二十几以以上)和和适当的的高温扩扩散退火火来得到到。 二次碳碳化物及及共析钢钢化物的的球化与与锻造过过程有关关。为了了使退火火后能获获得均匀匀分布的的粒状碳碳化物，锻锻造后的的组织应应为细片片状珠光光体及细细小网状状碳化物(或含有少量量马氏体体)。如如果终锻锻温度过过高或冷冷却太慢慢，则易易引起大大网状碳碳化物，退退火中无无法消除除。如退退火温度度太低(8000)，碳碳化物易易沿晶界界变形方方向析出出而形成成线条状状组织，退退火后将将有方向向性，使使工性能能变
35、坏。珠珠光体片片较细时时，球化化退火时时可采用用较低的的温度和和较短的的时间。退退火温度度愈低，则溶解的碳化物数量越多，容易获得均匀分布的细粒状珠光体组织。珠光体片较粗时，在正常退火工艺情况T2不易获得均匀的细粒状珠光体。因此，为了得到良好的球化组织，必须严格控制锻造工艺过程。球化退火火的目的的：软化毛毛坯。球球状碳化化物比片片状碳化化物切削削阻力要要小，车车刀对球球状碳化化物切削削的几率率也比片片状的要要小有利利于切削削加工。为淬火提供理想的预备组织。碳化物球化后在淬火加热时不易熔解未溶的碳化物起阻碍晶粒长大的作用细化了淬火马氏体组织，提高了材料的韧性。(4）影影响球化化质量的的因素化学成成
36、份的影影响。碳碳素工具具钢随着着含碳量量的增加加，碳化化物的数数量增多多，可获获得球状状碳化物物的奥氏氏化的加加热温度度范围增增大。原始组组织的影影响。奥奥氏体越越细，在在奥氏体体化时的的残留碳碳化物颗颗粒也越越多，冷却时时的球化化核心也也越多，球化效效果越好好，反之之球化效效果越差差。加热温温度和加加热时间间的影响响。 当当加热温温度比较较低(如如稍高于于Ac1)且加加热时间间较短时时，原片状状珠光体体中的碳碳化物溶溶解不够够充分，退火后后将得到到细粒状状加细片片状混合合的珠光光体组织织，通常常称为“欠热组组织” 当当球化退退火加热热温度过过高时，碳碳化物大大量解入入奥氏体体残留留碳化物物数
37、量减减少，奥奥氏体成成分趋向向均匀，因形成成球状碳碳化物的的核心减减少，退火后后将得到到部分或或全部粗粗大片状状珠光体体，这就是是“过热组组织”。欠热热组织和和过热组组织相比比较，欠热组组织层片间的的尺寸短短小，当当珠光体体片层间间距稍大大时片片的尺寸寸仍然短短小弯曲曲；过热热组织的的片间距距大、片长且且直，即使片片间距小小，片的的形态仍仍然是长长而直的的。冷却速速度的影影响 在球化化的冷却却条下、冷冷却速度度慢或等等温温度度高时，碳化物物颗粒聚聚集尺寸寸增大；冷却速速快或等等温温度度低时，因过冷冷度增大大，碳化化物形核核率增加加，加之聚聚集不充充分，所得碳碳化物的的颗粒细细小15。表2.33
38、 TT10AA钢的牌牌号、化化学成分分和力学学性能钢号化 学 成 分分（%）CSiMnPST10AA0.9551.040.3350.4400.00300.0020冷却速度度是影响响球化效效果的又又一因素素。冷却却速度的的大小直直接影响响到粒状状碳化物物的颗粒粒大小和和均匀性性，当加加热温度度一定时时，冷却却速度越越小，奥奥氏体向向珠光体体转变时时在高温温区经历历时间越越长，析析出的碳碳化物进进行扩散散、聚集集的时间间就会越越充分，形形成的碳碳化物颗颗粒就越越大而且且均匀；反之，就就会得到到硬度偏偏高的细细粒状组组织，对对切削加加工不利利。(5)球化化退火球球化过程程球化过程程。球化化过程是是一
39、个比比较缓慢慢的过程程。原始始组织为为球状珠珠光体的的钢,刚刚加热到到Ac11以上温温度时，珠珠光体中中的片状状碳化物物开始溶溶解，而而又未完全溶溶解。出出于温度度低，扩扩散过程程进行得得缓慢，此此时，一一片碳化化物逐渐渐断开，呈呈许多细细小的链链状或点点状,弥弥散分布布在奥氏氏体基体体上。未未完全溶溶解的碳碳化物导导致奥氏氏体的成成分极不不均匀，在在随后缓缓冷过程程中，或或以原有有的碳化化物质点点为核心心，或在在奥氏体体中碳原原子富集集的地方方产生核核心，均均匀地形形成颗粒粒状碳化化物。刚刚形成的的碳化物物颗粒很很小，在在保温或或缓冷过过程中发发生聚集集，长大大成较大大的颗粒粒。由此此可见，
40、球球化过程程需要碳碳原子作作较长距距离的扩扩散迁移移，最终终形成球球化组织织。(6)试试样的等等温退火火工艺等温球化化退火工工艺是将将共析钢钢或过共共折钢加加热到AAc1+(200300)，保保温适当当时间，然然后冷却却到则低于AAr1，以下下的温度度，等温温保持一一定时间间(使等等温转变变进行完完毕)，然然后炉冷冷或空冷冷的球化化退火工工艺，如果原原始组织织个网状状碳化物物较严重重，则需需加热到到略高于AAcm的温温度，使使网状碳碳化物溶溶人奥氏氏体，然然后再较较铰地冷冷却到AArl以下下温度进进行等温温球化退退火。在等温球球化退火火工艺的的制订中中，奥氏氏体化温温度及等等温转变变温度十十分
41、重要要。奥氏氏体化温温度较高高，未溶溶碳化物物数量较较少，奥奥氏体晶晶粒较大大，而且且其中碳碳浓度的的分布也也较均匀匀，因而而和利于于球化过过程的进进行。等等温转变变温度较较低别，碳碳(及合合金元素素)在奥奥氏体中中扩散较较困难，也也不利于于球化过过程的进进行。只只有当奥奥氏体化化温度较较低，等等温转变变温度较较高的处处理规程程下，才才能得到到球化组组织9。2.4加加热温度度的经验验公式热处理工工艺加热温度度/保热时间间/h等温温度度/等温时间间/h等温球化化退火普通球化化退火Ac1+(200-400)Ac1+(200-400)2323Ac1以以下100无46无查热处理理手册可可知，TT10A
42、A钢属于于共析钢钢，其临临界点AAc3为7330，Ar1则为7700。其加加热温度度可选择择在74407780。根据据球化退退火的加加热温度度范围，以以7600为中心心在该温温度上下下分别选选择等温温退火温温度，分分别为7740、7660和7880。等温温温度为为6900。试样普普通球化化退火工工艺曲线线如图22.7所所示。图2.77试样等等温球化化退火工工艺曲线线(7) 试样的的普通球球化退火火工艺普通球化化退火是是将钢加加热到AAc1以上220330，保温温适当时时间，然然后随炉炉缓慢冷冷却，冷冷到5000左右出出炉空冷冷。试样普通通球化退退火工艺艺曲线如如图2.8所示示。图2.88试样普
43、普通球化化退火工工艺曲线线2.3.3试样样硬度值值的测试试金属硬度度检测是是评价金金属力学学性能最最迅速、最最经济、最最简单的的一种试试验方法法。硬度度检测的的主要目目的就是是测定材材料的适适用性，或或材料为为使用目目的所进进行的特特殊硬化化或软化化处理的的效果。硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另 一硬材料压入的能力。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬