淬火是鋼球熱處理過程中的一個重要環(huán)節(jié),是影響鋼球質(zhì)量的重要控制點。高鉻鋼球淬火后由于淬火組織不穩(wěn)定,不能直接使用,所以必須進行回火,回火后得到穩(wěn)定的回火組織和所需要的硬度、沖擊韌性和金相組織。
回火不是硬化方法,而是剛好相反,一般淬火高鉻鋼球隨回火溫度的升高,韌性提高,硬度下降,淬火內(nèi)應(yīng)力消除較充分,發(fā)生碳化物析出、擴散、聚集長大,馬氏體分解及殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?nèi)齻€過程。因此,淬火高鉻鋼球回火溫度的選擇是熱處理的關(guān)鍵工序。
對于如何制定回火工藝,首先要根據(jù)硬度要求來制定回火溫度,然后再根據(jù)高鉻鋼球的規(guī)格及金相組織轉(zhuǎn)變程度來確定回火時間。
一、回火溫度的確定
不同材質(zhì)高鉻鋼球硬度對回火溫度變化的反映趨勢不同。拿回火溫度對常用B2材質(zhì)和B3材質(zhì)鋼球硬度變化進行分析,可以看出,B2材質(zhì)鋼球硬度隨回火溫度的升高呈逐漸下降的趨勢,而B3材質(zhì)鋼球硬度隨回火溫度的升高先呈下降趨勢,當溫度升高到約220℃~260℃之間硬度降低趨于平緩不再快速下降,當超過260℃,硬度下降趨勢加快。這種情況主要是兩種材質(zhì)的化學(xué)成分不同造成的,B3材質(zhì)具有較高含量的硅(Si)元素,而硅可以提高鋼球的抗回火性能,這除了硅具有固溶強化的作用外,主要是由于硅具有強烈阻止過渡碳化物向滲碳體的轉(zhuǎn)變。
二、回火時間的確定
高鉻鋼球的回火時間可以細分為透熱時間和保溫時間。
1、透熱時間:
是指當爐內(nèi)溫度達到設(shè)定溫度至鋼球內(nèi)外溫度一致的時間??梢酝ㄟ^經(jīng)驗來確定,一般透熱速度為每小時23~28mm來計算,例如75mm鋼球所需的透熱時間為3小時左右。
2、保溫時間:
保溫時間對鋼球性能的影響是非常重要的,這牽扯到組織轉(zhuǎn)變程度及內(nèi)應(yīng)力消除程度,保溫時間過短,則鋼球內(nèi)應(yīng)力消除不徹底,組織轉(zhuǎn)變不充分,鋼球使用性能不穩(wěn)定。保溫時間過長,則容易造成析出的碳化物長大,馬氏體過渡分解,硬度過低,鋼球使用過程中耐磨性下降,生產(chǎn)成本提高,生產(chǎn)效率降低。至于如何準確的確定保溫時間,則應(yīng)該根據(jù)硬度、沖擊韌性和金相組織等數(shù)據(jù)進行綜合分析來定。