此外,由于转变温度较低,珠光体成核率较大,因而珠光体团的尺寸较小。下面我们就来具体介绍一下钢在退火与正火后的组织与性能。
由于退火,主要指完全退火与正火在组织上有上述差异,因而在性能上也不同。对亚共析钢,若以40Cr钢为例,其正火与退火比较,正火的强度与韧性较高,塑性相仿。对过析钢,完全退火的因有网状渗碳体存在,其强度、硬度、韧性均低于正火的;只有球化退火的,因其所得组织为球状珠光体,故其综合性能优于正火的性能。
在生产上对退火、正火工艺的选用,应该根据钢种、前后连接的冷、热加工工艺以及最终零件使用条件等来进行。根据钢种含碳量不同,一般按如下原则选择。
碳的质量分数在0.25%以下的钢,在没有其他热处理工序时,可用正火来提高强度。对渗碳钢,用正火消除锻造缺陷及提高切削加工性能。但对碳的质量分数低于0.20%的钢,如前所述,应采用高温正火。对这类钢,只有形状复杂的大型铸件,才用退火消除铸造应力。
对碳的质量分数为0.25%—0.50%的钢,一般才用正火。其中碳的质量分数为0.25%—0.35%的钢,正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度。对含碳较高的钢,硬度虽稍高,但由于正火生产率高,成本低,仍才用正火。只有对合金元素含量较高的钢才用完全退火。
对碳质量分数为0.50%—0.75%的钢,一般采用完全退火。因为含碳量较高,正火后硬度太高,不利于切削加工,而退火后的硬度正好适宜于切削加工。此外,该类钢多在淬火、回火状态下使用,因此一般工序安排是以退火来降低硬度,然后进行切削加工,最终进行淬火、回火。
碳的质量分数为0.75%—1.0%的钢,有的用来制造弹簧,有的用来制造道具。前者采用完全退火作预备热处理,后者则采用球化退火。当采用不完全退火法使渗碳体球化时,应先进行正火处理,以消除网状渗碳体,并细化珠光体片。
碳的质量分数大于1.0%的钢用于制造工具,均采用球化退火作预备热处理。