热处理“四把火”之“退火”工艺

　　退火工艺

　　将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般为随炉冷却)的热处理工艺叫做退火。

　　退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。

　　退火的目的：

　　(1)降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工;

　　(2)均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备;

　　(3)消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。

　　退火方法

　　1、完全退火

　　工艺：将钢加热到Ac3以上20~30℃，保温一段时间后缓慢冷却(随炉)以获得接近平衡组织的热处理工艺(完全奥氏体化)，实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。

　　目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。亚共析钢完全退火后的组织为F+P。

　　应用：完全退火主要用于亚共析钢(wc=0.3~0.6%)，一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。

　　2、不完全退火

　　工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Accm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。

　　应用：主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。

　　3、等温退火

　　工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使奥氏体转变为珠光体，然后空冷至室温的热处理工艺。

　　目的：与完全退火相同，转变较易控制。

　　应用：适用于较稳定的钢：高碳钢(wc>0.6%)、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10%)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。

　　4、球化退火

　　工艺：使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。加热至Ac1以上20~30℃温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。

　　目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。

　　应用：主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形和开裂倾向小。

　　5、扩散退火(均匀化退火)

　　工艺：将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。

　　目的：消除铸锭在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。

　　应用： 应用于一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭。扩散退火的加热温度很高，通常为Ac3或Accm以上100~200℃，具体温度视偏析程度及钢种而定，保温时间一般为10~15小时。扩散退火后需完全退火及正火处理，以细化组织。

　　6、去应力退火

　　工艺：将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500~650℃)，保温，然后随炉冷却。

　　去应力退火温度低于A1，因此去应力退火不引起组织变化。

　　目的：消除残余内应力。

　　应用：主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。