四、退火

　　4.1、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。

　　4.2、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。 

　　7）再结晶退火

       再结晶退火又称中间退火，是把冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒而消除加工硬化和残余应力的热处理工艺。

       再结晶现象的产生，首先必须有一定量的冷塑性变形，其次必须加热到一定温度以上。发生再结晶现象的最低温度称为最低再结晶温度。一般金属材料的最低再结晶温度为：T再=0.4T。

       再结晶退火的加热温度应比最低再结晶温度高100~200℃（钢材的最低再结晶温度为450℃左右），适当保温后缓慢冷却。

                                                                                                               文章摘自：压力容器智造