球化退火是为使工件中的碳化物球状化而进行的退火。

球化退火主要应用于轴承零件、刀具、冷作模具等的预备热处理，以改养切削加工性能及加工精度，消除网状或粗大碳化物颗粒所引起的工具的脆断和刃口崩落，提高轴承的接触疲劳寿命等。

球化退火主要用于w(C)>0. 6%的各种高碳工具钢、模具钢、轴承钢。在工具钢及轴承钢碳化物球化中，应包括一次(液析)碳化物、二次碳化物(由奥氏体中析出)及共析碳化物这三方面的球化。一次碳化物是铸锭枝晶偏析所引起的亚稳定莱氏体结晶的产物，易引起淬火裂纹，使钢的耐磨性变差，以*工件在使用中造成表面脱落或中心破裂。一次碳化物的球化主要靠合理的锻造工艺，如反复镦拔(总锻造比>10)和适当的扩散退火来得到。

二次碳化物与共析钢碳化物的球化与锻造过程有关。为了使退火后能获得均匀分布的颗粒碳化物，锻造后的组织应为细片状珠光体及细小、断续网状碳化物(或含有少量马氏体)。对此，球化退火时可采用较低的温度和较短的时间。退火温度越低、未溶解的碳化物数量越多，容易获得均匀分布的细粒状珠光体组织。为了得到良好的球化组织，必须严格控制锻造工艺过程。球化退火加热温度①普通球化退火:加热到略高于Ae1,长时间保温后缓冷到500度以下空冷:②周期(循环)球化退火:加热到Ac1+10~20度，透烧后快冷到Ar1-20-~30度保温，往复循环数次后缓冷到500度以下空冷;③等温球化退火:加热到Ae1+20~30度，再快冷到Ar1以下等温保温，然后可空冷或炉冷。