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熱處理之退火工藝

1、去應(yīng)力退火

為去除工件塑性變形加工、切削加工或焊接造成的內(nèi)應(yīng)力及鑄件內(nèi)從在的殘余應(yīng)力而進(jìn)行的退火。去應(yīng)力退火一般在稍高于再結(jié)晶溫度下進(jìn)行，鋼鐵材料一般在550～650℃，熱模具鋼及高合金鋼可適當(dāng)升高到650～750℃，退火時間與退火溫度有關(guān)。 為了防止去應(yīng)力退火后冷卻時再發(fā)生殘余應(yīng)力，應(yīng)緩冷至500℃出爐空冷，大截面工件需緩冷到300℃以下出爐空冷。

2、再結(jié)晶退火

經(jīng)冷塑性變形加工的工件加熱到再結(jié)晶溫度以上，保持適當(dāng)時間，通過再結(jié)晶使冷變形過程中產(chǎn)生的晶體學(xué)缺陷基本消失，重新形成均勻的等軸晶粒，以消除變形強化效應(yīng)和殘余應(yīng)力的退火。一般鋼材再結(jié)晶退火溫度在600～700℃，保溫1～3h空冷，對含質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜0.2%的普通碳鋼，在冷變形時臨界變形速度若達(dá)6%～15%范圍，則再結(jié)晶退火后易出現(xiàn)粗晶，因此應(yīng)避免在該范圍內(nèi)變形。

3、完全退火

將工件完全奧氏體化后緩慢冷卻，接近平衡組織的退火。完全退火奧氏體化溫度一般選為Ac3＋（30～50）℃，對于某些高合金鋼，為使碳化物固溶應(yīng)適當(dāng)提高奧氏體化溫度。為了改善低碳鋼的切削性能，可采用900～100℃的晶粒粗化退火。為了消除亞共析鋼鍛件、鑄件、焊接件的粗大魏氏組織，需將奧氏體化溫度提高到1100～1200℃，隨后補充進(jìn)行常規(guī)完全退火。

4、不完全退火

將工件部分奧氏體化后緩慢冷卻的退火。鍛件終鍛溫度不高且無需細(xì)化晶粒時，可采用Ac1～Ac3之間部分奧氏體化的不完全退火。

5、等溫退火

工件加熱到高于Ac3（或Ac1）的溫度，保持適當(dāng)時間后，較快的冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間的適當(dāng)溫度并等溫保持，使奧氏體珠光體組織后在空氣中冷卻的退火。等溫退火的奧氏體化溫度一般與完全退火相同，對于合金含量較高的大型鑄鍛件可適當(dāng)提高加熱溫度。等溫溫度越低，退火后的硬度越高。 等溫退火后的組織與硬度均勻性優(yōu)于完全退火，比較適合于與大型合金鋼鑄件。

6、球化退火

為使工件中的碳化物球狀化而進(jìn)行的退火。球化退火主要用于ω（C）＞0.6%的各種高碳工具鋼、模具鋼、軸承鋼。低中碳鋼為了改變冷變形工藝性，有時也進(jìn)行球化退火。

球化退火的方式主要有以下幾種，可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

（1）在稍低于Ar1溫度長時間保溫。

（2）在稍高于Ac1或稍低于Ar1溫度區(qū)間循環(huán)加熱和冷卻。

（3）加熱到高于Ac1溫度，然后以極慢的冷速（10～20℃/h）爐冷或在pp稍低于Ar1溫度保溫較長時間再冷卻到室溫。

（4）對過共析鋼，先進(jìn)行奧氏體化使碳化物充分分解（加熱溫度選擇在保證碳化物溶解的下限），隨后以加高速度冷卻以防止網(wǎng)狀碳化物析出，然后再按（1）或（2）的方式球化退火。

（5）工件在一定溫度下變形，然后在低于Ac1溫度長時間保溫進(jìn)行球化退火。

7、預(yù)防白點退火

為防止工件在熱變形加工后的冷卻過程中因氫呈氣態(tài)析出而形成發(fā)裂（白點），在變形加工完結(jié)后直接進(jìn)行的退火。退火的目的是使氫擴(kuò)散到工件之外。氫在α-Fe中的擴(kuò)散系數(shù)比在γ-Fe中大得多，而氫在α-Fe中的溶解度又比在γ-Fe低得多。為此對大鍛件可先從奧氏體狀態(tài)冷卻到等溫轉(zhuǎn)變圖的“鼻端”溫度范圍以盡快獲得鐵素體＋碳化物組織，然后在該溫度區(qū)或升高到稍低于Ac1長時間保溫進(jìn)行脫氫。

8、均勻化退火

以減少工件化學(xué)成分和組織的不均勻程度為主要目的，將其加熱到高溫并長時間保溫，然后緩慢冷卻的退火，均勻化退火一般用于合金鋼鑄件，通常在1050～1250℃長時間保溫，使碳化物充分固溶。保溫時間與鋼中的溶質(zhì)元素偏析程度、擴(kuò)散溫度及工件尺寸的有關(guān)。

9、穩(wěn)定化退火

為使工件中微細(xì)的顯微組成物沉淀或球化的退火。例如某些奧氏體不銹鋼在850℃附近進(jìn)行穩(wěn)定化退火，沉淀出TiC、NbC、TaC，防止耐晶間腐蝕性能降低。