高玉和，伊莱特能源装备股份有限公司总裁，从业三十年的钢球专家，精通技术、擅长管理、还懂销售，对钢球的热爱之情发于心底且溢于言表，最常说的一句话是：“钢球是圆的，钢球是有灵性的！”

　　大家好， 本期的《高玉和说钢球》由我来和大家一起分享。 伊莱特耐磨介质事业部质检科长张天文，毕业于沈阳大学，是材料科学与工程学科硕士研究生，从事钢球制造及热处理工作已有近7年的时间。有幸加入伊莱特耐磨介质团队，成为高总的徒弟，在他的指导下学习钢球质量控制、进行相关工作。

　　热处理工艺的发展经过了漫长的历史阶段，热处理原理的诞生起源于1868年Chernof发现钢的相变临界温度和Fe-C相图的建立。到20世纪下半叶，根据相变研究成果出现了等温淬火、真空热处理、形变热处理等不同热处理工艺。对于钢来说，热处理是指将钢材在固态下加热到一定温度，保温一定时间，然后进行冷却，使其内部组织发生转变以期达到所需性能的一种工艺。对于磨球热处理来说，主要依据Fe-C相图和过冷奥氏体连续冷却转变CCT曲线作为理论基础来改善工艺，从而达到提升质量的目的，如图1所示。

　　实际锻（轧）球生产中，成球后温度较高，因此需要空气中待温，当表面温度下降到规定温度后入水，通过淬火装置的速度调节控制水中冷却时间，水冷时间的长短由入水温度、水温、材质的淬透性以及开裂倾向所决定。磨球加工成型后主要采用控温和控时两种方式来利用余热淬火，目的是减小热应力以及磨球心部和表面层组织转变的不同时性，降低开裂倾向。

　　对于锻造一些尺寸较大的磨球主要采用天然气炉对圆棒材料进行加热。这种设备的加热特点是加热速度快，可设置一定的加热温度，到温后也可以控制其保温时间。对于轧制一些尺寸较小的磨球，主要材料感应加热炉对材料进行加热。这种电炉的特点是加热速度快、生产效率高、氧化脱碳少且加热比较均匀，频率一定的情况下主要是通过加热时间来控制加热温度。

　　淬火后的磨球需要进行回火，余热淬火后的回火处理依材质和淬火工艺的不同，有自回火和低温回火两种方式。自回火主要是指磨球淬火后并没有整体冷却到水温，出水后经一定时间磨球还可以返升到较高的温度，利用余热进行自回火。这种工艺主要适用于开裂倾向小或磨球淬透深度较小的情况。对于开裂倾向大、淬透深度大的磨球，采用回火炉进行低温回火。

　　余热热处理具有生产成本低、生产效率高等优势，但是所生产的磨球产品质量上存在共性的问题是淬火后马氏体组织粗大。这是由于原材料圆钢在锻打前加热，为适应锻打工艺的需要，其加热温度一般要达到1100℃。以锻打B6Φ140mm磨球为例，其圆钢直径为Φ95mm，加热采用斜底式连续加热炉，高温区加热约1小时，因此锻打前奥氏体晶粒已发生粗化，如图2所示。对于轧球，其加热时间短，这种晶粒粗化程度较小。余热淬火处理后的金相组织观察表明，马氏体组织是粗大的。这种粗大的马氏体组织，毫无疑问应归结于淬火前原奥氏体晶粒的粗大。粗大的马氏体组织对不同材质和不同规格磨球的性能影响是不同的，对于大规格、整体硬度高的磨球的抗破碎性能，其危害是不能忽视的。

　　磨球的二次加热淬火就是在这样的背景下提出的。同样以锻打B6Φ140mm磨球为例，在一定程度上，磨球二次加热淬火工艺提高了磨球的生产成本，但是它能够细化淬火前的奥氏体晶粒，进而细化马氏体组织，同时还可以保证大批量磨球生产时入水温度的均匀性，使得产品质量更为稳定，如图3所示。