航空工程材料 退火正火

钢的退火和正火一．钢的退火1.定义：退火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火主要用于铸、锻、焊毛坯或半成品零件，为预备热处理。退火后获得珠光体型组织。2.主要目的是：软化钢材以利于切削加工；消除内应力以防止工件变形；细化晶粒，改善组织，为零件的最终热处理作好准备。根据钢的成分和退火目的不同，常用的退火方法有完全退火、等温退火、球化退化、均匀化退火、去应力退火和再结晶退火等。1）完全退火和等温退火完全退火是把钢加热到Ac3以上30～50℃,保温一定时间，随炉冷至600℃以下，然后出炉空冷。完全退火可获得接近平衡状态的组织，主要用于亚共析钢的铸、锻件，有时也用于焊接结构。完全退火目的在于细化晶粒，消除过热组织，降低硬度和改善切削加工性能。过共析钢不宜采用完全退火，以避免二次渗碳体以网状形式沿奥氏体晶界析出，给切削加工和以后的热处理带来不利影响。完全退火很费工时，生产中常采用等温退火来代替。等温退火与完全退火加热温度完全相同，只是冷却方式有差别。等温退火是以较快速度冷却到A1以下某一温度，等温一定时间使奥氏体转变为珠光体组织，然后空冷。对某些奥氏体比较稳定的合金钢，采用等温退火可大大缩短退火周期。2）球化退火球化退火是将钢加热到Ac1以上20～40℃,充分保温后，随炉冷却到600℃以下出炉空冷。球化退火随炉冷却通过Arl温度时，冷却应足够缓慢，以使共析渗碳体球化。球化退火主要用于过共析钢。其目的是使钢中的渗碳体球状化，以降低钢的硬度，改善切削加工性，并为以后的热处理工序做好组织准备。若钢的原始组织中有严重的渗碳体网，则在球化退火前应进行正火消除，以保证球化退火效果。3）均匀化退火均匀化退火是将钢加热到略低于固相线温度（Ac3或Accm以上150～300℃),长时间保温（10～15h然后随炉冷却，以使钢的化学成分和组织均匀化。均匀化退火能耗高，易使晶粒粗大。为细化晶粒，均匀化退火后应进行完全退火或正火。这种工艺主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件或锻坯。4）去应力退火和再结晶退火去应力退火又称低温退火，是将钢加热到Acl以下某一温度（一般约为500～600℃)保温一定时间，然后随炉冷却。去应力退火过程中不发生组织的转变，目的是为了消除铸、锻、焊件和冷冲压件的再结晶退火主要用于经冷变形的钢，可以软化由于冷变形引起的材料硬化现象。二．钢的正火将钢加热到Ac3（或Accm）以上30～50℃,保温适当时间，出炉后在空气中冷却的热处理工艺称正火。2.应用正火主要有以下几方面的应用：（1）对力学性能要求不高的结构零件可用正火作为最终热处理，以提高其强度、硬度和韧性。（2）对低、中碳钢可用正火作为预备热处理，以调整硬度，改善切削加工性（3）对过共析钢正火可抑制渗碳体网的形成，为球化退火做好组织准备。正火与退火的主要差别是：前者冷却速度较快，得到的组织比较细小，强度和硬度也稍高一些。常用退火和正火的加热温度范围及工艺曲线示于图1和图2。图1退火、正火加热温度范围三．退火、正火的选择退火与正火同属于钢的预备热处理，其工艺及作用有许多相似之处，因此，在实际生产中有时两者可以相互替代，选用时主要从如下三个方面考虑。1．从切削加工性考虑一般地说，钢的硬度在170～260HBW范围内时，切削加工性能较好。碳的质量分数小于0.5%的结构钢选用正火为宜；碳的质量分数大于0.5%的结构钢选用完全退火为宜；而高碳工具钢则应当选用球化退火作为预备热处理，且碳质量分数大于0.9%时，先正火消除渗碳体网状再球化退火。2.从使用性能考虑若对零件性能要求不太高时，可采用正火作最终热处理；对于一些大型或重要零件，当淬火有开裂危险时，也要用正火作对于一些形状复杂的零件和大型铸件，如果采用正火，可能会产生