第八章鋼的熱處理工藝之退火與正火

1、第第 八八 章章 鋼鋼 的的 熱熱 處處 理理 工工 藝藝 之之退退 火火 與與 正正 火火 鋼的熱處理工藝 鋼的熱處理工藝就是通過(guò)加熱、保溫和冷卻的方法改變鋼的組織結(jié)構(gòu)以獲得工件所要求性能的一種熱加工工藝。 鋼在加熱和冷卻過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律為制訂正確的熱處理工藝提供了理論依據(jù)，其熱處理工藝參數(shù)的確定必須使具體工件滿(mǎn)足鋼的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，以獲得所需性能。 根據(jù)加熱、冷卻方式及獲得的組織和性能的不同，鋼的熱處理工藝可分為普通熱處理(退火、正火、淬火和回火)、表面熱處理(表面淬火和化學(xué)熱處理)及形變熱處理等。 按照熱處理在零件整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程中位置和作用的不同，熱處理工藝又分為預(yù)備熱處理和最終熱處

2、理。 鋼的退火與正火 退火和正火是生產(chǎn)上應(yīng)用很廣泛的預(yù)備熱處理工藝。 大部分機(jī)器零件及工、模具的毛坯經(jīng)退火或正火后，不僅可以消除鑄件、鍛件及焊接件的內(nèi)應(yīng)力及成分和組織的不均勻性，而且也能改善和調(diào)整鋼的力學(xué)性能和工藝性能，為下道工序作好組織性能準(zhǔn)備。 對(duì)于一些受力不大、性能要求不高的機(jī)器零件，退火和正火亦可作為最終熱處理。對(duì)于鑄件，退火和正火通常就是最終熱處理。一、退火目的及工藝 退火是將鋼加熱至臨界點(diǎn)Ac1以上或以下溫度，保溫以后隨爐緩慢冷卻以獲得近于平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。 退火的主要目的是均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化，改善鋼的成形及切削加工性能，并為淬

3、火作好組織準(zhǔn)備。 退火工藝種類(lèi)很多，根據(jù)加熱溫度可分為在臨界溫度(Ac1)以上或以下的退火。前者包括完全退火、均勻化退火、不完全退火和球化退火；后者包括再結(jié)晶退火及去應(yīng)力退火。各種退火方法的加熱溫度范圍如圖10-1所示。 按照冷卻方式，退火可分為等溫退火和連續(xù)冷卻退火。(一)完全退火 完全退火是將鋼件或鋼材加熱至Ac3以上20-30，保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間，使組織完全奧氏體化后緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。它主要用于亞共析鋼(含碳0.3-0.6)，其目的是細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度和改善鋼的切削加工性。 低碳鋼和過(guò)共析鋼不宜采用完全退火，低碳鋼完全退火后硬度偏低，不利于切削加

4、工。過(guò)共析鋼加熱至Accm以上奧氏體狀態(tài)緩冷退火時(shí)，有網(wǎng)狀二次滲碳體析出，使鋼的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌度顯著降低。 在中碳結(jié)構(gòu)鋼的鑄件、鍛(軋)件中，常見(jiàn)的缺陷組織有魏氏組織、晶粒粗大和帶狀組織等。在焊接工件焊縫處的組織也不均勻，熱影響區(qū)存在過(guò)熱組織和魏氏組織，產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。魏氏組織和晶粒粗大顯著降低鋼的塑性和沖擊韌度；帶狀組織使鋼的力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性，斷面收縮率較低，尤其是橫向沖擊韌度很低。通過(guò)完全退火或正火，使鋼的晶粒細(xì)化，組織均勻，魏氏組織難以形成，并能消除帶狀組織。 完全退火采用隨爐緩冷可以保證先共析鐵素體的析出和過(guò)冷奧氏體在Ar1以下較高溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，從而達(dá)到消除內(nèi)應(yīng)力，

5、降低硬度和改善切削加工性能的目的。 工件在退火溫度下的保溫時(shí)間不僅要使工件燒透，即工件心部達(dá)到要求的加熱溫度，而且要保證全部得到均勻化的奧氏體。完全退火保溫時(shí)間與鋼材成分、工件厚度、裝爐量和裝爐方式等因素有關(guān)。通常，加熱時(shí)間以工件的有效厚度來(lái)計(jì)算。一般碳素鋼或低合金鋼工件，當(dāng)裝爐量不大時(shí)，在箱式爐中退火的保溫時(shí)間可按下式計(jì)算：t=KD(單位為min)，式中的D是工件有效厚度(單位為mm)；K是加熱系數(shù)，一般K=1.5-2.0minmm。若裝爐量過(guò)大，則應(yīng)根據(jù)具體情況延長(zhǎng)保溫時(shí)間。 實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，退火冷卻至600左右即可出爐空冷。 完全退火需要的時(shí)間很長(zhǎng)，尤其是過(guò)冷奧氏體比較穩(wěn)定的

6、合金鋼更是如此。如果將奧氏體化后的鋼較快地冷至稍低于Ar1溫度等溫，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，再空冷至室溫，則可大大縮短退火時(shí)間，這種退火方法叫做等溫退火。等溫退火適用于高碳鋼、合金工具鋼和高合金鋼，它不但可以達(dá)到和完全退火相同的目的，而且有利于鋼件獲得均勻的組織和性能。但是對(duì)于大截面鋼件和大批量爐料，卻難以保證工件內(nèi)外達(dá)到等溫溫度，故不宜采用等溫退火。(二)不完全退火 不完全退火是將鋼加熱至Ac1-Ac3(亞共析鋼)或Ac1-ACcm。(過(guò)共析鋼)之間，經(jīng)保溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。 由于加熱至兩相區(qū)溫度，基本上不改變先共析鐵素體或滲碳體的形態(tài)及分布。如果亞共析鋼原始組織中的鐵

7、素體已均勻細(xì)小，只是珠光體片間距小，硬度偏高，內(nèi)應(yīng)力較大，那么只要進(jìn)行不完全退火即可達(dá)到降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力的目的。由于不完全退火的加熱溫度低，過(guò)程時(shí)間短，因此對(duì)于亞共析鋼的鍛件來(lái)說(shuō)，若其鍛造工藝正常，鋼的原始組織分布合適，則可采用不完全退火代替完全退火。 不完全退火用于過(guò)共析鋼主要為了獲得球狀珠光體組織，以消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性能，故又稱(chēng)球化退火。實(shí)際上球化退火是不完全退火的一種。(三)球化退火 球化退火是使鋼中碳化物球化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。 主要用于共析鋼、過(guò)共析鋼和合金工具鋼。其目的是降低硬度，均勻組織，改善切削加工性，并為淬火作組織準(zhǔn)備。 過(guò)共析鋼鍛件鍛后組

8、織一般為片狀珠光體，如果鍛后冷卻不當(dāng)，還存在網(wǎng)狀滲碳體。不僅硬度高、難于切削加工，而且增大鋼的脆性，淬火時(shí)容易產(chǎn)生變形或開(kāi)裂。因此，鍛后必須進(jìn)行球化退火，獲得粒狀珠光體。 球化退火的關(guān)鍵在于奧氏體中要保留大量未溶碳化物質(zhì)點(diǎn)，并造成奧氏體碳濃度分布的不均勻性。為此，球化退火加熱溫度一般在Ac1以上20-30不高的溫度下，保溫時(shí)間亦不能太長(zhǎng)，一般以2-4h為宜。冷卻方式通常采用爐冷，或在Arl以下20左右進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間等溫。 圖10-2是碳素工具鋼的幾種球化退火工藝。圖10-2a的工藝特點(diǎn)是將鋼在Ac1以上20-30保溫后以極緩慢速度冷卻，以保證碳化物充分球化，冷至600時(shí)出爐空冷。這種一次加熱球化

9、退火工藝要求退火前的原始組織為細(xì)片狀珠光體，不允許有滲碳體網(wǎng)存在。因此在退火前要進(jìn)行正火，以消除網(wǎng)狀滲碳體。 目前生產(chǎn)上應(yīng)用較多的是等溫球化退火工藝(見(jiàn)圖10-2b)，即將鋼加熱至Ac1以上20-30保溫4h后，再快冷至Ar1以下20左右等溫3-6h，以使碳化物達(dá)到充分球化的效果。 為了加速球化過(guò)程，提高球化質(zhì)量，可采用往復(fù)球化退火工藝(見(jiàn)圖10-2e)，即將鋼加熱至略高于Ac1點(diǎn)的溫度，然后冷至略低于Arl溫度保溫，并反復(fù)加熱和冷卻多次，最后空冷至室溫，以獲得更好的球化效果。 (四)均勻化退火 均勻化退火又稱(chēng)擴(kuò)散退火，它是將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻以

10、消除化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象的熱處理工藝。 其目的是消除鑄錠或鑄件在凝固過(guò)程中產(chǎn)生的枝晶偏析及區(qū)域偏析，使成分和組織均勻化。為使各元素在奧氏體中充分?jǐn)U散，均勻化退火加熱溫度很高(見(jiàn)圖10-1)，通常為Ac3或ACcm以上150-300，具體加熱溫度視偏析程度和鋼種而定。碳鋼一般為11001200，合金鋼多采用1200-1300。保溫時(shí)間也與偏析程度和鋼種有關(guān)，通?？砂醋畲笥行Ы孛婊蜓b爐量大小而定。一般均勻化退火時(shí)間為1015h。 由于均勻化退火需要在高溫下長(zhǎng)時(shí)間加熱，因此奧氏體晶粒十分粗大，需要再進(jìn)行一次完全退火或正火，以細(xì)化晶粒、消除過(guò)熱缺陷。 均勻化退火生產(chǎn)周期長(zhǎng)，消耗能量大，工件氧化、脫碳嚴(yán)重

11、，成本很高。只是一些優(yōu)質(zhì)合金鋼及偏析較嚴(yán)重的合金鋼鑄件及鋼錠才使用這種工藝。(五)去應(yīng)力退火和再結(jié)晶退火 為了消除鑄件、鍛件、焊接件及機(jī)械加工工件中的殘留內(nèi)應(yīng)力，以提高尺寸穩(wěn)定性，防止工件變形和開(kāi)裂，在精加工或淬火之前將工件加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝稱(chēng)為去應(yīng)力退火。 鋼的去應(yīng)力退火加熱溫度較寬，但不超過(guò)Ac1點(diǎn)，一般在500650之間。 鑄鐵件去應(yīng)力退火溫度一般為500-550，超過(guò)550容易造成珠光體的石墨化。 焊接鋼件的退火溫度一般為500600。 一些大的焊接構(gòu)件，難以在加熱爐內(nèi)進(jìn)行去應(yīng)力退火，常常采用火焰或工頻感應(yīng)加熱局部退火，其退火加熱溫度一般略

12、高于爐內(nèi)加熱。 去應(yīng)力退火保溫時(shí)間也要根據(jù)工件的截面尺寸和裝爐量決定。鋼的保溫時(shí)間為3minmm，鑄鐵的保溫時(shí)間為6minmm。 去應(yīng)力退火后的冷卻應(yīng)盡量緩慢，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力。 有些合金結(jié)構(gòu)鋼，由于合金元素的含量高，奧氏體較穩(wěn)定，在鍛、軋后空冷時(shí)能形成馬氏體或貝氏體，硬度很高，不能切削加工，為了消除應(yīng)力和降低硬度也可在A1點(diǎn)以下低溫退火溫度范圍進(jìn)行軟化處理，使馬氏體或貝氏體在加熱過(guò)程中發(fā)生分解。這種處理實(shí)質(zhì)上是高溫回火。 再結(jié)晶退火是把冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻容S晶粒，同時(shí)消除加工硬化和殘留內(nèi)應(yīng)力的熱處理工藝。經(jīng)過(guò)再結(jié)晶退火，鋼的組織和性能恢

13、復(fù)到冷變形前的狀態(tài)。 再結(jié)晶退火既可作為鋼材或其他合金多道冷變形之間的中間退火，也可作為冷變形鋼材或其他合金成品的最終熱處理。 再結(jié)晶退火溫度與金屬的化學(xué)成分和冷變形量有關(guān)。當(dāng)鋼處于臨界冷變形度(6一10)時(shí)，應(yīng)采用正火或完全退火來(lái)代替再結(jié)晶退火。一般鋼材再結(jié)晶退火溫度為650700，保溫時(shí)間為13h，通常在空氣中冷卻。 二、正火目的及工藝 正火是將鋼加熱到Ac3(或Accm)以上適當(dāng)溫度，保溫以后在空氣中冷卻得到珠光體類(lèi)組織的熱處理工藝。 對(duì)于亞共析鋼來(lái)說(shuō)，正火與完全退火的加熱溫度相近，但正火的冷卻速度較快，轉(zhuǎn)變溫度較低，正火組織中鐵素體數(shù)量較少，珠光體組織較細(xì)，鋼的強(qiáng)度、硬度較高。 正火過(guò)

14、程的實(shí)質(zhì)是完全奧氏體化加偽共析轉(zhuǎn)變。 當(dāng)鋼中碳含量0.61.4時(shí)，正火組織中不出現(xiàn)先共析相，只有偽共析體或索氏體。 碳含量小于0.6的鋼，正火后除了偽共析體外，還有少量鐵素體。 正火可以作為預(yù)備熱處理，為機(jī)械加工提供適宜的硬度，又能細(xì)化晶粒，消除應(yīng)力，消除魏氏組織和帶狀組織，為最終熱處理提供合適的組織狀態(tài)。正火還可作為最終熱處理，為某些受力較小、性能要求不高的碳素鋼結(jié)構(gòu)零件提供合適的力學(xué)性能。正火還能消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，為球化退火作好組織準(zhǔn)備。對(duì)于大型工件及形狀復(fù)雜或截面變化劇烈的工件，用正火代替淬火和回火可以防止變形和開(kāi)裂。 正火處理的加熱溫度通常在Ac3或Accm 以上30-50，高

15、于一般退火的溫度。對(duì)于含有V、Ti、Nb等碳化物形成元素的合金鋼，可采用更高的加熱溫度，即為Ac3+100-150。為了消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，亦可酌情提高加熱溫度，讓碳化物充分溶解。 正火保溫時(shí)間和完全退火相同，應(yīng)以工件透燒，即心部達(dá)到要求的加熱溫度為準(zhǔn)，還應(yīng)考慮鋼材成分、原始組織、裝爐量和加熱設(shè)備等因素。通常根據(jù)具體工件尺寸和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以確定。 正火冷卻方式最常用的是將鋼件從加熱爐中取出在空氣中自然冷卻。對(duì)于大件也可采用吹風(fēng)、噴霧和調(diào)節(jié)鋼件堆放距離等方法控制鋼件的冷卻速度，達(dá)到要求的組織和性能。 正火工藝是較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的熱處理方法，主要應(yīng)用于以下幾方面(作業(yè)) 1改善低碳鋼的切削加工性能

16、 碳含量0.25的碳素鋼和低合金鋼，退火后硬度較低，切削加工時(shí)易于“粘刀”，通過(guò)正火處理，可以減少自由鐵素體，獲得細(xì)片狀珠光體，使硬度提高至140-190HBW，可以改善鋼的切削加工性，提高刀具的壽命和工件的表面光潔程度。 2消除中碳鋼的熱加工缺陷 中碳結(jié)構(gòu)鋼鑄件、鍛、軋件以及焊接件在熱加工后易出現(xiàn)魏氏組織、粗大晶粒等過(guò)熱缺陷和帶狀組織。通過(guò)正火處理可以消除這些缺陷組織，達(dá)到細(xì)化晶粒、均勻組織、消除內(nèi)應(yīng)力的目的。 3消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀碳化物，便于球化退火 過(guò)共析鋼在淬火之前要進(jìn)行球化退火，以便于機(jī)械加工，并為淬火作好組織準(zhǔn)備。但當(dāng)過(guò)共析鋼中存在嚴(yán)重網(wǎng)狀碳化物時(shí)，將達(dá)不到良好的球化效果。通過(guò)正火

17、處理可以消除網(wǎng)狀碳化物。為此，正火加熱時(shí)要保證碳化物全部溶入奧氏體中，要采用較快的冷卻速度抑制二次碳化物的析出，獲得偽共析組織。 4提高普通結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能 一些受力不大、性能要求不高的碳鋼和合金鋼結(jié)構(gòu)件采用正火處理，可獲得一定的綜合力學(xué)性能，可以代替調(diào)質(zhì)處理，作為零件的最終熱處理。 三、退火和正火的選用 生產(chǎn)上退火和正火工藝的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)鋼種，冷、熱加工工藝，零件的使用性能及經(jīng)濟(jì)性綜合考慮。 含碳量0.25的低碳鋼，通常采用正火代替退火。因?yàn)檩^快的冷卻速度可以防止低碳鋼沿晶界析出游離三次滲碳體，從而提高沖壓件的冷變形性能；用正火可以提高鋼的硬度，改善低碳鋼的切削加工性能；在沒(méi)有其他熱處理工序

18、時(shí)，用正火可以細(xì)化晶粒，提高低碳鋼強(qiáng)度。 含碳量=0.250.5的中碳鋼也可用正火代替退火，雖然接近上限碳量的中碳鋼正火后硬度偏高，但尚能進(jìn)行切削加工，而且正火成本低，生產(chǎn)率高。 含碳量=0.5 0.75的鋼，因含碳量較高，正火后的硬度顯著高于退火的情況，難以進(jìn)行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。 含碳量0.75以上的高碳鋼或工具鋼一般均采用球化退火作為預(yù)備熱處理。如有網(wǎng)狀二次滲碳體存在，則應(yīng)先進(jìn)行正火消除之。 隨著鋼中碳和合金元素的增多，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性增加，C曲線右移。因此，一些中碳鋼及中碳合金鋼正火后硬度偏高(?)，不利于切削加工，應(yīng)當(dāng)采用完全退火。尤其是含較多合金

19、元素的鋼，過(guò)冷奧氏體特別穩(wěn)定，甚至在緩慢冷卻條件下也能得到馬氏體和貝氏體組織，因此應(yīng)當(dāng)及時(shí)采用高溫回火來(lái)消除應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性能。 此外，從使用性能考慮，如鋼件或零件受力不大，性能要求不高，不必進(jìn)行淬、回火,可用正火提高鋼的力學(xué)性能，作為最終熱處理。 從經(jīng)濟(jì)原則考慮，由于正火比退火生產(chǎn)周期短，操作簡(jiǎn)便，工藝成本低。因此，在鋼的使用性能和工藝性能能滿(mǎn)足的條件下，應(yīng)盡可能用正火代替退火。 以下是另一個(gè)退火和正火課件 在粗大晶粒的奧氏體中容易形成魏氏組織。 在實(shí)際生產(chǎn)中，鑄造、熱軋、鍛造后的砂冷或空冷，焊縫或焊縫的熱影響區(qū)空冷，只要奧氏體晶粒粗大，都會(huì)形成魏氏組織。 魏氏組織使鋼的塑性和

20、韌性降低，使鋼脆化。一、鋼的退火 鋼的退火是將工件加熱到工藝要求的溫度，經(jīng)過(guò)適當(dāng)保溫以后，再緩慢冷卻下來(lái)的熱處理工藝過(guò)程。 1、完全退火 2、不完全退火或球化退火 3、低溫退火 4、擴(kuò)散退火 5、再結(jié)晶退火 等退火工藝。第五節(jié)第五節(jié) 珠光體轉(zhuǎn)變的實(shí)際應(yīng)用珠光體轉(zhuǎn)變的實(shí)際應(yīng)用 退火的三個(gè)基本特點(diǎn)退火的三個(gè)基本特點(diǎn)1、加熱溫度一般在AC1以上2、慢冷3、得到珠光體類(lèi)組織退火的主要目的退火的主要目的1、軟化鋼料以便進(jìn)行切削加工2、消除內(nèi)應(yīng)力以防工件彎曲變形3、細(xì)化晶粒，改善組織以提高鋼的性能4、為下一步熱處理作組織準(zhǔn)備 不同的退火工藝有不同的具體目的。退火加熱和冷卻應(yīng)注意的事項(xiàng)退火加熱和冷卻應(yīng)注意的

21、事項(xiàng)1、退火的加熱速度一般不受限制，但對(duì)于高合金鋼和大截面工件，升溫不可過(guò)快，否則，由于導(dǎo)熱性差，引起很大的熱應(yīng)力，使工件產(chǎn)生變形甚至開(kāi)裂。一般將升溫速度控制在100180h比較適宜。2、保溫時(shí)間是根據(jù)工件的有效厚度，并考慮材料本身、裝爐量、裝爐方式和加熱方法確定的，可以查閱熱處理手冊(cè)加以制定。3、退火的冷卻方式是根據(jù)退火工藝的具體要求進(jìn)行。 1 1完全退火完全退火 完全退火只應(yīng)用于亞共析鋼，加熱溫度為Ac3+(2030)，合金鋼可以略微高于此溫度，保溫足夠時(shí)間后，隨后緩冷(爐內(nèi)冷卻、或按要求的冷卻速度冷卻)到550500以下，再空冷。 在加熱和冷卻的過(guò)程中，鋼的內(nèi)部組織全部進(jìn)行了重結(jié)晶，即發(fā)

22、生了加熱時(shí)的奧氏體化和冷卻時(shí)的奧氏體分解轉(zhuǎn)變。所以完全退火又稱(chēng)重結(jié)晶退火。 完全退火的普通退火工藝過(guò)程如圖中曲線1所示，冷卻速度小于30/h(一般1015/h) 普通退火工藝依靠控制冷卻速度來(lái)控制轉(zhuǎn)變溫度，很難控制退火的組織和硬度。另外，工件內(nèi)外冷卻速度差別較大，發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度不同，心部冷卻慢，轉(zhuǎn)變溫度高，組織偏粗，硬度偏低，內(nèi)外組織不均勻。 圖中曲線2是等溫退火工藝。采用等溫退火工藝可以準(zhǔn)確地控制過(guò)冷度，保證工件內(nèi)外在同一溫度下進(jìn)行轉(zhuǎn)變，組織均勻，并可縮短工藝周期。 兩種工藝加熱溫度相同，保溫時(shí)間相同，一般以25毫米保溫一小時(shí)計(jì)算。 完全退火的作用完全退火的作用 在重結(jié)晶過(guò)程，中經(jīng)歷了兩次形

23、核長(zhǎng)大，因此細(xì)化了晶粒，使鋼獲得了接近平衡狀態(tài)的細(xì)晶粒組織 消除了焊接、鑄鋼、熱鍛軋鋼中的粗大組織和魏氏組織，以及因終鍛、終軋的溫度過(guò)低造成的帶狀組織 消除因冷速較快造成的內(nèi)應(yīng)力 降低含碳較高的亞共析鋼硬度，以利于切削加工 2 2不完全退火不完全退火不完全退火主要用于共析鋼和過(guò)共析鋼，得到的組織是粒狀珠光體，所以又稱(chēng)球化退火。加 熱 溫 度 在 A c1與 AC C M之 間 ， 即Ac1+(2050)。不完全退火作用不完全退火作用 球化退火后的組成相及分布？ 粒狀珠光體是所有鋼的所有組織中具有最佳塑性和最低硬度的組織。球化退火的目的之一是降低硬度，便于切削加工和冷成型。 粒狀珠光體可減少淬火

24、加熱時(shí)候的過(guò)熱傾向，為淬火作好組織準(zhǔn)備。粒狀珠光體的形成過(guò)程 粒狀珠光體的形成過(guò)程是一個(gè)片狀滲碳體和非球狀滲碳體的球化過(guò)程。1、先在A1 以上形成小球狀滲碳體（兩部分）和周?chē)母咛紖^(qū)；2、冷到A1 以下，高碳區(qū)在原有滲碳體顆粒上析出滲碳體，和殘存滲碳體顆粒一起長(zhǎng)大。 碳12鋼的球化退火工藝如圖所示。普通球化退火工藝要求緩慢冷卻，保證碳化物充分球化，對(duì)于碳鋼冷速為50100h，對(duì)于合金鋼冷速要更慢，為1050h。 目前生產(chǎn)上應(yīng)用較多的是等溫球化退火工藝。將鋼加熱到AC1以上2030保溫4小時(shí)后，再快速冷卻到Ar1以下20左右等溫36小時(shí)，以使碳化物達(dá)到充分球化的效果。注注 意意 高碳鋼球化退火前

25、的組織不應(yīng)有網(wǎng)狀碳化物，因?yàn)榫W(wǎng)狀碳化物，特別是粗片的碳化物，在球化退火的過(guò)程中是不能消除的（比珠光體中的滲碳體厚得多）。網(wǎng)狀碳化物應(yīng)在球化退火前消除。3擴(kuò)散退火 擴(kuò)散退火主要應(yīng)用于合金鋼鑄件和鑄錠，目的是消除鑄造時(shí)形成的晶內(nèi)偏析，使成分均勻化，所以擴(kuò)散退火又稱(chēng)為均勻化退火。 對(duì)宏觀偏析和夾雜物基本不起作用 擴(kuò)散退火的實(shí)質(zhì)，是使晶內(nèi)合金元素原子充分?jǐn)U散，使合金成分均勻。 擴(kuò)散退火的工藝特點(diǎn)是，加熱溫度高，保溫時(shí)間長(zhǎng)。是成本很高的一種工藝。 1、加熱溫度一般在上臨界點(diǎn)以上1502500C，對(duì)于高合金鋼鑄件特別是鑄錠甚至高到110012000C。 2、加熱溫度高，擴(kuò)散速度快，但是要低于固相線1000C，以防止過(guò)燒。 3、保溫時(shí)間一般在1015h左右，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，工件燒損嚴(yán)重，能源消耗大，成本增高。 鋼經(jīng)擴(kuò)散退火后，晶粒會(huì)嚴(yán)重長(zhǎng)大粗化，因此需要再進(jìn)行一次重結(jié)晶退火來(lái)細(xì)化晶粒。4 4低溫退火低溫退火( (去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火) ) 低溫退火是為了消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件和機(jī)械加工件的殘余應(yīng)力，提高尺寸的穩(wěn)定性。 低溫退火加熱溫度在A1點(diǎn)以下，一般在5006500C之間，加熱保溫12h后，緩冷到2000C左右，出爐空冷。 5.再再