此外,由于轉變溫度較低,珠光體成核率較大,因而珠光體團的尺寸較小。下面我們就來具體介紹一下鋼在退火與正火后的組織與性能。
由于退火,主要指完全退火與正火在組織上有上述差異,因而在性能上也不同。對亞共析鋼,若以40Cr鋼為例,其正火與退火比較,正火的強度與韌性較高,塑性相仿。對過析鋼,完全退火的因有網狀滲碳體存在,其強度、硬度、韌性均低于正火的;只有球化退火的,因其所得組織為球狀珠光體,故其綜合性能優于正火的性能。
在生產上對退火、正火工藝的選用,應該根據鋼種、前后連接的冷、熱加工工藝以及最終零件使用條件等來進行。根據鋼種含碳量不同,一般按如下原則選擇。
碳的質量分數在0.25%以下的鋼,在沒有其他熱處理工序時,可用正火來提高強度。對滲碳鋼,用正火消除鍛造缺陷及提高切削加工性能。但對碳的質量分數低于0.20%的鋼,如前所述,應采用高溫正火。對這類鋼,只有形狀復雜的大型鑄件,才用退火消除鑄造應力。
對碳的質量分數為0.25%—0.50%的鋼,一般才用正火。其中碳的質量分數為0.25%—0.35%的鋼,正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度。對含碳較高的鋼,硬度雖稍高,但由于正火生產率高,成本低,仍才用正火。只有對合金元素含量較高的鋼才用完全退火。
對碳質量分數為0.50%—0.75%的鋼,一般采用完全退火。因為含碳量較高,正火后硬度太高,不利于切削加工,而退火后的硬度正好適宜于切削加工。此外,該類鋼多在淬火、回火狀態下使用,因此一般工序安排是以退火來降低硬度,然后進行切削加工,最終進行淬火、回火。
碳的質量分數為0.75%—1.0%的鋼,有的用來制造彈簧,有的用來制造道具。前者采用完全退火作預備熱處理,后者則采用球化退火。當采用不完全退火法使滲碳體球化時,應先進行正火處理,以消除網狀滲碳體,并細化珠光體片。
碳的質量分數大于1.0%的鋼用于制造工具,均采用球化退火作預備熱處理。