锻件深层渗碳时在高温下停留的时间很长，在渗碳结束后的冷却又较慢，析出的过剩碳化物的形态是网状或块状，对要求疲劳强度为主的渗碳锻件是不理想的，同时也不利于淬火时控制变形和组织状态。特别是在表面碳浓度偏高或超限时，对性能影响更大，所以对锻件深层渗碳后，在渗碳冷却后再进行一次球化处理，以求碳化物颗粒状分布均匀细化。
锻件渗碳球化后，往往要进行精加工，把不需要渗碳淬硬的部位将渗碳层加工掉，也可以留一定量的最后磨削余量。
锻件渗碳淬火温度一般在800-820℃，炉气要具有还原性气氛，还可以充氮气来排除氧化性气氛，也可以用甲醇排气后滴入一些丙酮，也可以在渗碳部位涂刷防脱碳剂。
锻件渗碳淬火后的回火，没有什么特别的要求，只是在选择温度上，往往比小锻件渗碳淬火回火温度偏高一些。这根据大锻件的要求表面硬度而定，但要注意的是需要最后磨削的锻件，回火后的表面硬度应比要求的硬度提高2HRC，防止大的磨削余量去掉之后的表面硬度降低。
锻件冷轧工作辊组织性能要求很高，在最终热处理之前必须进行一系列预备热处理工序，达到辊颈硬度和性能要求，为最终热处理作好组织准备。工序内容包括：锻后热处理，粗加工后调质，高速冷连轧机工作辊还要进行辊颈表面淬火。
锻后热处理。冷轧工作辊锻后，空冷到600-650℃热态入炉，锻件进行锻后热处理。锻后热处理重点要完成以下三个任务：第一是消除网状碳化物，第二是消除应力软化组织得到球状珠光体组织，第三要降低钢中氢含量，防止白点产生。
调质热处理。经过锻后热处理的冷轧工作辊毛坯进行粗加工和超声波无损探伤检验后，要进行整体的调质热处理。调质热处理的主要作用是：第一，是为后续的感应淬火进行组织准备。第二，是获得较高的综合力学性能，以承受激烈的淬火，并满足使用方面对工作辊辊颈的强韧性要求。
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