7.對低碳鋼進行球化退火是否可提高其塑性降低變形抗力？

低碳鋼是沖壓件生產的基本鋼材，在電器、儀器儀表等制造行業廣為采用。低碳薄鋼板具有優良的塑性、較低的硬度或較小的變形抗力，符合沖壓工藝的需要，便于生產質量合格、物美價廉的產品。然而，生產中不少沖壓件在沖壓加工時的報廢現象仍然時常發生，這些件在斷裂部位的冷變形量大固然是一個原因，但另一方面也對所用原材料的沖壓工藝性能提出了更高的要求。也就是說，提高塑性、降低硬度的要求即使對低碳軟鋼也仍然具有實際意義。

通常，球化退火是降低高、中碳鋼的硬度，改善切削工藝性的有效措施。但也有一些人想通過球化退火方法提高低碳鋼的塑性、降低硬度。這種想法是否可行？人們能否可以通過球化退火方法解決冷沖壓過程中材料變形抗力和塑性問題？球化退火方法能否將低碳鋼材料這種變形抗力低、塑性好的特征及性能再延伸到極限程度？以某廠生產的線材盤卷為例。截取的試樣尺寸為ф7×650mm，材料的化學成分見表2-7。試樣的原始狀態是熱軋風冷態。原材料的機械性能經過重新測試，結果是бs311MPa，бb457MPa，硬度指標經制樣測定值為HRB73～77。

表2-7　所用低碳鋼材料的化學成分（質量分數）

為了找出較好的低碳鋼球化退火工藝，研究者對表2-7所示的材料其進行了不同溫度的熱處理實驗，見表2-8。

表2-8　球化工藝及其試驗結果

經反復試驗，研究者發現低碳鋼的等溫球化退火最佳的球化溫度是670℃。在2000放大倍數下，可以觀察到低碳鋼組織中的球狀Fe3C相。并對每個工藝下的試樣進行了力學性能測試。結果發現，所用材料經表2-8中所列各工藝處理以后，各種工藝每次所得的硬度、伸長率數值相當穩定。即，經過球化處理以后，低碳鋼的塑性與原始數值相比，變化很小，硬度有所降低。因而可以認為球化處理對改善低碳鋼沖壓工藝性的作用是不明顯的。試驗用材料的含碳量是0.16％，其組織中珠光體約大約20％，滲碳體Fe3C含量大約是2％，這些滲碳體Fe3C由片層狀聚縮成球狀對整個組織中破裂裂紋的尖端作用不明顯。低碳鋼球化效果對其性能的影響與高碳鋼的情況不同。以T8為例，T8中含有12％的碳化物，T8球化退火處理后硬度可降至HB180以下，與正火后片狀珠光體的HB240～330相比，改變的幅度是很大的。試驗表明，低碳鋼中較低量的碳化物相的狀態變化不足以引起冷沖壓工藝性能的顯著提高。

從研究者表2-8中工藝3的低溫加熱處理與工藝2的低溫退火處理的效果比較可知，非球化組織也具有與球化退火組織大體相同的塑性和硬度。這從另一方面說明，通過球化退火，直接改善、提高冷沖壓性能的效果是不大的。表2-8中工藝4的完全退火降低了硬度，塑性無所增加，說明對于低碳鋼這種塑性良好的軟鋼，通過常規的熱處理措施（不涉及組織中鐵素體相極端細化時的性能變化問題）調整組織以提高塑性、降低硬度的效果已基本達到了極限。