碳素工具钢的主要质量问题及影响因素之碳素工具钢的珠光体球化问题

    d 珠光体的球化机理

    虽然，近年来国内外对珠光体的球化机理进行了广泛的研究，并在不断地完善之中，但迄今人们对珠光体微观机制的了解和研究还不够透彻。20 世纪 80 年代初人们曾在综合了国内外资料的基础上对珠光体的球化机制进行探讨，得到了在缓冷或等温球化时，奥氏体未熔的临界残留碳化物数量与形成碳化物形态的关系。并指出当生成珠光体片间距为L，球状析出时的扩散距离为S时，若S<L，则球状碳化物析出的快，得到球状珠光体;若L<S，则片状珠光体生成的速度比粒状的快，得到片状珠光体;若S=L，则是生成球状珠光体的临界扩散距离，此临界扩散距离尚未定量化。
 

    e 国内碳素工具钢球化退火质量水平

    国内生产的碳素工具钢中以 T8A 和T10A占较大的比例，还生产部分T12，其余各钢号产量很少，T13 和T11几乎不生产。近几年球化珠光体组织的合格率 T8为94%~97%，T10为97%~99%，T12 为 99%~***。碳含量越高的碳素工具钢球化珠光体的合格率也越高，各个级别的出现率见图1-5。T8 钢所有的级别都出现，其分散度比较大，T10 钢则比较集中，1级和6级几乎不出现，大部分集中在3~4级，较好的球化组织3~4 级的出现概率可达 90%以上，而 T8 钢3~4级所占比例只有 50%。T8 钢的合格率相对较低和它本身的化学成分有很大的关系，T8 钢属共析钢，可供获得球化的加热温度范围狭窄（为 720~760℃），仅在 720~735℃退火后才能得到较好的球化组织。T10 钢经715~790℃退火就可以得到球化组织，经 715~760℃退火大部分能得到较好的球化组织。

    为获得良好的球化组织，ZUI好采用具有保护气氛、控温准、加热温度均匀的连续式退火炉处理钢材。国内冶金企业拥有这种设备的厂家不多，此外还因生产成本高和产量少，炉子不易调温和计划安排困难等原因，目前还难于安排在连续退火炉上处理碳素工具钢。大部分厂家仍以燃烧煤气和重油的车底式炉或罩式退火炉处理碳素工具钢，这类退火炉加热钢材时上、下温差大（一般为20~30℃），在处理T8 钢时要得到较好的球化组织有一定的困难。对于碳素工具钢的退火，由于供退火用的原料是轧后空冷的轧材，其组织为粗片状珠光体，不利于T8 钢的球化退火，因此难于控制其原始组织。
    有些厂家在 T8 钢球化退火时，采用先加热到780℃正火后再进行球化退火的方法，取得了良好的效果。球化退火也可考虑控制轧制、快速球化和多次球化处理的往复式热处理。大连钢厂等用可控气氛连续式退火炉和往复式热处理炉进行碳素工具钢退火，取得了良好的效果。此外，在碳素工具钢中添加少量（0.15%~0.30%）的钒，可提高球化效果。美国标准中就有含钒的碳素工具钢。