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高铬钢球如何制定回火工艺

淬火是钢球热处理过程中的一个重要环节,是影响钢球质量的重要控制点。高铬钢球淬火后由于淬火组织不稳定,不能直接使用,所以必须进行回火,回火后得到稳定的回火组织和所需要的硬度、冲击韧性和金相组织。


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回火不是硬化方法,而是刚好相反,一般淬火高铬钢球随回火温度的升高,韧性提高,硬度下降,淬火内应力消除较充分,发生碳化物析出、扩散、聚集长大,马氏体分解及残余奥氏体转变三个过程。因此,淬火高铬钢球回火温度的选择是热处理的关键工序。

对于如何制定回火工艺,首先要根据硬度要求来制定回火温度,然后再根据高铬钢球的规格及金相组织转变程度来确定回火时间。

一、回火温度的确定

不同材质高铬钢球硬度对回火温度变化的反映趋势不同。拿回火温度对常用B2材质和B3材质钢球硬度变化进行分析,可以看出,B2材质钢球硬度随回火温度的升高呈逐渐下降的趋势,而B3材质钢球硬度随回火温度的升高先呈下降趋势,当温度升高到约220℃~260℃之间硬度降低趋于平缓不再快速下降,当超过260℃,硬度下降趋势加快。这种情况主要是两种材质的化学成分不同造成的,B3材质具有较高含量的硅(Si)元素,而硅可以提高钢球的抗回火性能,这除了硅具有固溶强化的作用外,主要是由于硅具有强烈阻止过渡碳化物向渗碳体的转变。

二、回火时间的确定


高铬钢球的回火时间可以细分为透热时间和保温时间。

1、透热时间:

是指当炉内温度达到设定温度至钢球内外温度一致的时间。可以通过经验来确定,一般透热速度为每小时23~28mm来计算,例如75mm钢球所需的透热时间为3小时左右。


2、保温时间:

保温时间对钢球性能的影响是非常重要的,这牵扯到组织转变程度及内应力消除程度,保温时间过短,则钢球内应力消除不彻底,组织转变不充分,钢球使用性能不稳定。保温时间过长,则容易造成析出的碳化物长大,马氏体过渡分解,硬度过低,钢球使用过程中耐磨性下降,生产成本提高,生产效率降低。至于如何准确的确定保温时间,则应该根据硬度、冲击韧性和金相组织等数据进行综合分析来定。