退火工艺小结.doc

退火定义：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺。目的：1、降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。2、细化晶粒，消除因锻、铸、焊等引起的组织缺陷，均匀化学成分，改善机械性能及工艺性能，并为零件最终热处理准备合适的内部组织。3、消除内应力或减少内应力，防止钢件变形或开裂。分类：1、在临界温度（Ac1或Ac3）以上的退火相变重结晶退火。主要包括完全退火、不完全退火、扩散退火和球化退火。各种退火工艺加热温度示意图 2、在临界温度以下的退火。主要包括软化退火、再结晶退火以及去应力退火。具体来说：扩散退火将铸锭、铸件或锻胚，在略低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学成分偏析及显微组织（枝晶）的不均匀性，以达到均匀化的目的的热处理工艺。铸件凝固时要发生偏析现象，造成成分和组织的不均匀性。主要表现在：化学成分的不均匀性、非金属夹杂物的不均匀分布和形成大量纤维和宏观气泡气孔。如果是铸锭，这种不均匀性则在轧制成钢材时，将沿着轧制方向拉长而成方向性形成带状组织，其产生原 因是铸锭中锰等影响过冷 奥氏体稳定性合金元素的 析出。 由于偏析作用，扩散过程进行的很慢，需要消耗大量的能量。且生产效率低，因此常用于优质合金钢及偏析现象较为严重的合金。在铸锭开胚后或锻造后进行比较有效（组织被破坏，扩散障碍大大减少）。 工艺：1、加热温度一般选择在Ac3Accm以上150300。 2、加热速度一般选择在100200h。 3、保温时间有经验公式=8.5+Q4来确定。批注：1、一般保温时间不超过15h，冷却速度一般为50/h，高合金钢为2030h。通常降温到600以下即可出炉空冷，高合金钢级高淬透性的钢为了避免产生应力及时硬度过高最好在350出炉。 2、由于扩散在高温下进行且保温时间比较长，奥氏体晶粒十分粗大。通常补充一次完全退火来细化晶粒。铸锭由于还要压力加工所以不必要补充完全退火。 3、扩散退火解决钢材成分和组织的不均匀性是由限度的。对于结晶过程中形成的化合物及夹杂物只能通过反复锻打。完全退火将钢件或钢材加热到Ac3温度，使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，获得接近于平衡组织的热处理工艺。 目的：细化晶粒、降低硬度、改善切削性能以及消除内应力。 工艺：1、温度不宜过高，一般选择在Ac3以上2030，适用于碳的质量分数为0.30%0.60%的中碳钢。 2、对常用结构钢、弹簧钢以及热作模具钢，加热速度100200h。 3、保温时间有经验公式=8.5+Q4计算。批注：1、低碳钢若采用完全退火则会使其硬度太低、切削性能不好。可采用高温退火即在比完全退火更高的温度（9601100）加热，获得46级的粗晶粒，以提高切削性能。 2、退火保温时间不仅取决于工件透烧所需要的时间，而且还取决于完成组织转变所需的时间。完全退火的温度不是很高，所以相变进行的很缓慢，特别是粗大铁素体或碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀过程，需要很长时间。 3、对于亚共析钢轧钢材，通过完全退火主要是消除锻造后组织及硬度的不均匀性，改善切削性能和味后续热处理做准备。保温时间可短于一般完全退火，可按如下经验公式计算：=（34）+（0.40.5）Q。 4、退火后冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1以下不大的过冷度下进行珠光体转变，以免硬度过高。不完全退火将钢件加热到Ac1和Ac3之间温度，经保温冷却，以获得接近于平衡组织的热处理工艺。目的：细化晶粒，降低硬度，减少内应力。工艺：加热温度为Ac1+(4060)，保温后缓慢冷却。批注：1、这实际上是是珠光体部分在进行一次重结晶，基本上不改变先共析铁素体原来的形态及分布。 2、退火后珠光体片间距有所增大，硬度降低，内应力减少。 3、适用于中、低碳钢及合金钢锻造件等。球化退火使钢中的碳化物球化，或获得“球状珠光体”的退火工艺。目的：1、降低硬度，改善切削性能。 2、获得均匀组织，减少淬火时的过热敏感性、变形、裂纹的倾向性。 3、经淬火后获得良好的总和机械性能。/classware/clkx/me nu/gongyixue/content/charp2/2-2.swf球化退火的三种方案：方案方案一方案二方案三定义低于Ac1一下温度的球化退火往复球化退火（周期退火）一次球化退火（不完全退火）原理把退火钢材加热到略低于Ac1的温度，经常时间保温，使碳化物由片状转变成球状。把钢加热到略低于Ac1点的温度保温一段时间接着有冷却至略低于Ar1温度，保温一段时间，接着又重新加热到开始的温度。如此往复。球化机理与方案而相同。但要求原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。加热时奥氏体中指存在残余的渗碳体粒子及碳的富集区作为冷却时行核核心。优缺点很难球化过共析钢中以网状存在的先共析渗碳体。少用现在对于粗大工件或装；炉量很多的情况下，往复加热冷却很难实现，所以只是用于小型工件。目前最常用的方案第二类退火再结晶退火和消除应力退火 再结晶退火定义 经过冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保温适当时间，使变形晶粒重新转变