2.如何对35钢进行半球化退火？

高强度螺栓一般采用含碳0.35的中碳结构钢（35钢）制造。生产工艺流程一般为：下料（ф12热轧盘条）—完全退火—酸洗—皂化—拉拔（ф9.6直条料）—再结晶退火—酸洗—磷化—皂化—冷墩成型—最终热处理—成品检验。

35钢高强度螺栓原材料的退火一般在大型台车式热处理炉中进行。其完全退火工艺如图2-6所示，完全退火后得到铁素体和珠光体组织，如图2-7所示。

图2-6　35钢完全退火工艺曲线

图2-7　35钢完全退火后的金相组织（500×）

采用图2-6的工艺，35钢的洛氏硬度为HRB81。一般情况下，为保证35钢高强度螺栓的冷墩能顺利进行。退火后还要进行酸洗、磷化、皂化等工序。当冷拔ф9.6mm直条后，由于加工硬化，35钢作为成品材料硬度偏高，塑性极差，无法进行冷锻成型，需要进行再结晶退火。退火后还要进行酸洗、磷化、皂化等工序。这样耗费大量的工时，严重影响生产率和产品的成本。

有关研究表明，球化退火不仅限于高碳钢，也适用于中碳钢。球化组织具有最低的硬度。球状碳化物的形状及分布对于钢的断裂韧性有很大影响。在相同的应力强度因子下，球状珠光体的裂纹扩展速率远低于片状珠光体组织。钢种碳化物的球化可以提高塑性、韧性。冷镦前进相组织如果为球状珠光体，硬度最低，同时塑性也最好，有利于冷镦成型。如果ф9.6mm直条料硬度满足冷镦成型的要求，当然会省去再结晶退火及随后的酸洗、磷化、皂化等工序，缩短生产周期，故有必要将原工序的完全退火改为球化退火。

经过有关研究者的多次试验，在满足使用要求的前提下尽量缩短加热时间，确定出的35钢盘条的半球化退火工艺（如图2-8所示），采用2-8退火工艺后35钢的金相组织参如图2-9所示。

图2-8　35钢的半球化退火工艺曲线

图2-9　半球化退火后35钢的金相组织（500×）

由图2-9可见，35钢组织中除得到大量小球、点状珠光体外，还有少量片状珠光体分布在铁素体上。半球化退火后，35钢的洛氏硬度为HRB73。表2-2是35钢完全退火与半球化退火的硬度比较。

表2-2　35钢完全退火与半球化退火的硬度比较

根据研究者的研究（见图2-8、图2-9和表2-2中）可见，尽管半球化退火与完全退火相比，硬度由HRB81下降为HRB73，下降不足HRB10，但是在后续加工中可以看到明显的效果。35钢的ф12热轧盘条经半球化退火后，再拉拔成ф9的直条过程中，拉拔后虽然也有加工硬化现象，但作为冷锻原材料完全可以顺利冷锻成型。35钢高强度螺栓采用半球化退火后生产工艺流程改为：下料（ф12热轧盘条）—半球化退火—酸洗—磷化—皂化—拉拔（ф9直条料）—冷锻成型—最终热处理—成品检验。同原来工艺相比，35钢经球化退火后拉拔的直条料，不需再结晶退火。这样不仅省去了一道退火工序，同时也省去了退火后的酸洗、磷化、皂化等一系列工序，使冷墩成品的生产时间大大缩短，满足了冷墩机器冷墩螺栓的要求，降低了生产成本。