球化退火適用的材料通常指的是共析鋼和過共析鋼的，例如：碳素工具鋼,、合金工具鋼,、軸承鋼等，一般用的設(shè)備為球化退火爐,。球化退火英文為：Spheroidizing annealing,，不完全退火用于過共析鋼獲得球狀珠光體組織，又叫球化退火,。球化退火是不完全退火的一種,，溫度范圍小，在Ac1線上20～30℃,。低中碳鋼合金鋼,，完全退火后可均勻組織、細(xì)化晶粒,、降低硬度,、便于加工,。高碳合金鋼，含有大塊兒狀碳化物,，影響基體強(qiáng)度,，球化退火目的是將大塊兒狀碳化物變成顆粒狀彌散的細(xì)小碳化物，減小對(duì)基體的強(qiáng)度影響,。 球化退火溫度
       球化退火加熱溫度為Ac1+(20～40)℃或Acm-(20～30)℃,，保溫后等溫冷卻或直接緩慢冷卻。在球化退火時(shí)奧氏化是“不完全”的,，只是片狀珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體,，及少量過剩碳化物溶解。因此,，它不可能消除網(wǎng)狀碳化物,，如過共析鋼有網(wǎng)狀碳化物存在，則在球化退火前須先進(jìn)行正火,，將其消除,，才能保證球化退火正常進(jìn)行。

球化退火工藝
       球化退火工藝方法很多,，最常用的兩種工藝是普通球化退火和等溫球化退火,。普通球化退火是將鋼加熱到Ac1以上20～30℃，保溫適當(dāng)時(shí)間,，然后隨爐緩慢冷卻,，冷到500℃左右出爐空冷。等溫球化退火是與普通球化退火工藝同樣的加熱保溫后,，隨爐冷卻到略低于Ar1的溫度進(jìn)行等溫,，等溫時(shí)間為其加熱保溫時(shí)間的1.5倍。等溫后隨爐冷至500℃左右出爐空冷,。和普通球化退火相比,，等溫球化退火不僅可縮短周期，而且可使球化組織均勻,，并能嚴(yán)格地控制退火后的硬度,。
球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具，量具,，模具所用的鋼種）,。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性,，并為以后淬火作好準(zhǔn)備,。 這種工藝有利于塑性加工和切削加工，還能提高機(jī)械韌性,。尤其對(duì)于軸承鋼,、工具鋼等鋼種而言,，如在淬火前實(shí)施球化退火，即可獲得下列效果：
軸承鋼：淬火效果均一,；減少淬火變形,；提高淬火硬度；改善工件切削性能,；提高耐磨性和抗點(diǎn)蝕性等軸承的性能,。
工具鋼：淬火效果均一,；抑制淬裂,、淬彎等現(xiàn)象；提高耐磨性,、刀刃鋒利程度及使用壽命,。
根據(jù)鋼種和退火目的，球化退火可分以下幾種：
(1)普通球化退火,，即將鋼加熱到730～740℃保溫足夠時(shí)間,，然后以小于20℃/h的速度緩冷到650℃出爐。這種退火工藝適用于共析成分附近的碳素工具鋼,。
(2)周期球化退火,，也叫循環(huán)退火。它是在A點(diǎn)附近的溫度反復(fù)進(jìn)行加熱和冷卻,，一般進(jìn)行3～4個(gè)周期,，使片狀珠光體在幾次溶解一析出的反復(fù)過程中，碳化物得以球化,。該工藝生產(chǎn)周期較長(zhǎng),，操作不方便，難以控制,，適用于片狀珠光體比較嚴(yán)重的鋼,。
(3)等溫球化退火。一般加熱到800±10℃,，保溫后快冷到700±10℃(A1附近)再進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間保溫,，之后，以30～50℃/h的速度冷卻到600℃出爐,。一般軸承鋼多采用此工藝,。
(4)變形-球化退火。將塑性變形與球化退火工藝結(jié)合在一起,，由于塑性變形的作用,，鋼內(nèi)位錯(cuò)密度和畸變能增加，促使片狀碳化物在退火時(shí)加速溶斷和球化,，從而加快球化速度,，縮短球化退火時(shí)間,。
根據(jù)變形制度的不同，又可分為：
(1)將鋼材加熱到Acm和Ac1,，之間的溫度進(jìn)行塑性變形,，然后冷卻到稍低于Ac1，溫度進(jìn)行球化退火,；
(2)鋼材在高溫終軋后快冷到一定溫度后直接進(jìn)行等溫處理的球化退火,；
(3)鋼材冷變形后加熱到稍低于Ac1，溫度而進(jìn)行的球化退火,。
       球化退火的加熱溫度是影響球化程度完全與否的關(guān)鍵因素,。加熱溫度選擇合適，既能保證片狀珠光體消失,，又能保留一部分未完全溶于奧氏體的碳化物,，作為球化核心，最終形成較粗大的顆粒狀碳化物的正常球化組織,。奧氏體化溫度很高時(shí),，碳化物全部溶解并均勻化，冷卻后總是得到片狀珠光體,。冷卻速度直接影響著碳化物顆粒的大小和均勻性,。冷卻太快，碳化物顆粒太細(xì),，并有形成片狀碳化物的可能,，使硬度偏高。冷卻過慢時(shí)碳化物顆粒又過于粗大,。
       球化前的珠光體細(xì)薄,、碳化物細(xì)小而分散時(shí)，經(jīng)形變熱處理而得到的退化珠光體組織等最易于球化,，并能縮短球化時(shí)間,，提高球化質(zhì)量和鋼的疲勞壽命。