第九章退火與正火

1、第九章第九章 退火與正火退火與正火一、鋼的退火一、鋼的退火二、鋼的正火二、鋼的正火返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT將金屬加熱、保溫、冷卻，使其獲得接近平衡狀將金屬加熱、保溫、冷卻，使其獲得接近平衡狀態(tài)的熱處理工藝態(tài)的熱處理工藝-退火或正火。退火或正火。(P轉(zhuǎn)變）轉(zhuǎn)變）退火退火-緩冷，緩冷，正火正火-空冷。空冷。返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT一、退火一、退火 將鋼加熱、保溫，然后緩慢冷卻，獲得接近將鋼加熱、保溫，然后緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。的熱處理工藝。特點(diǎn)：特點(diǎn)：加熱溫度范圍廣；加

2、熱溫度范圍廣； 慢冷慢冷 得到珠光體類(lèi)組織得到珠光體類(lèi)組織目的：目的：降低硬度，便于切削加工降低硬度，便于切削加工 消除內(nèi)應(yīng)力或冷作硬化消除內(nèi)應(yīng)力或冷作硬化 改善組織（鑄、鍛、焊時(shí)改善組織（鑄、鍛、焊時(shí)的缺陷）；的缺陷）； 細(xì)化晶粒為最終熱處理做細(xì)化晶粒為最終熱處理做 組織準(zhǔn)備組織準(zhǔn)備返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 分類(lèi)：分類(lèi)：完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火、完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火、 擴(kuò)散退火等。擴(kuò)散退火等。返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,C

3、UMT1. 擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火 目的：目的：改善和消除在冶金過(guò)程中形成的改善和消除在冶金過(guò)程中形成的成分不均勻性成分不均勻性 規(guī)范：規(guī)范：在較高的加熱溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻到室溫在較高的加熱溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻到室溫 AcAc3 3或或AccmAccm以上以上150150300300，長(zhǎng)時(shí)間保溫（，長(zhǎng)時(shí)間保溫（10h10h以上）以上） 應(yīng)用：應(yīng)用：脫氫退火脫氫退火 （在高溫下使有害氣體脫溶析出）（在高溫下使有害氣體脫溶析出） 均勻化退火均勻化退火 （改善鑄造偏析、軋制偏析）（改善鑄造偏析、軋制偏析）返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT1. 擴(kuò)

4、散退火擴(kuò)散退火1.11.1脫氫退火脫氫退火 （1 1）氫存在形式）氫存在形式 溶解于固溶體中的氫，易使鋼產(chǎn)生白點(diǎn)，出現(xiàn)裂紋；脫溶解于固溶體中的氫，易使鋼產(chǎn)生白點(diǎn)，出現(xiàn)裂紋；脫氫退火消除。氫退火消除。 存在于位錯(cuò)、孿晶、晶界處氫，只能采用壓力加工方式存在于位錯(cuò)、孿晶、晶界處氫，只能采用壓力加工方式消除。消除。 （2 2）加熱溫度確定原則）加熱溫度確定原則 在該溫度下氫的溶解度小、并且擴(kuò)散速度快。在該溫度下氫的溶解度小、并且擴(kuò)散速度快。 一般情況下珠光體轉(zhuǎn)變的鼻子溫度作為脫氫退火溫度。一般情況下珠光體轉(zhuǎn)變的鼻子溫度作為脫氫退火溫度。 （3 3）典型應(yīng)用）典型應(yīng)用 大型碳鋼鍛件加熱到大型碳鋼鍛件加熱

5、到620 620 ，保溫，保溫10h10h后緩慢冷卻。后緩慢冷卻。返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT1. 擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火1.2均勻化退火均勻化退火 （1）偏析存在形式及危害）偏析存在形式及危害 鑄造化學(xué)成分不均勻、非金屬夾雜物分布不均勻、微鑄造化學(xué)成分不均勻、非金屬夾雜物分布不均勻、微氣泡和氣孔氣泡和氣孔 造成偏析。造成偏析。 偏析直接導(dǎo)致大型鑄件各處成分和組織不均勻、產(chǎn)生偏析直接導(dǎo)致大型鑄件各處成分和組織不均勻、產(chǎn)生組織應(yīng)力、出現(xiàn)裂紋、機(jī)械性能惡化。組織應(yīng)力、出現(xiàn)裂紋、機(jī)械性能惡化。 （2）工藝）工藝 Ac3或或Accm以上以上150300，長(zhǎng)時(shí)間保溫

6、（長(zhǎng)時(shí)間保溫（10h以上）以上）返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT一般擴(kuò)散退火后，晶粒會(huì)非常粗大，對(duì)于已成型鑄件，需一般擴(kuò)散退火后，晶粒會(huì)非常粗大，對(duì)于已成型鑄件，需再進(jìn)行細(xì)化晶粒處理。再進(jìn)行細(xì)化晶粒處理。返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT2 2、完全退火、完全退火適用：適用：亞共析鋼亞共析鋼溫度：溫度：Ac3+3050，保溫時(shí)間：保溫時(shí)間：長(zhǎng)時(shí)間保溫，長(zhǎng)時(shí)間保溫， 一般一般1h/25mm;冷卻速度：冷卻速度：隨爐緩冷，隨爐緩冷，目的：目的：降低硬度，消除內(nèi)應(yīng)力降低硬度，消除內(nèi)應(yīng)力 細(xì)化晶粒，均勻組織細(xì)化晶粒，均勻組織

7、組織：組織：F+P（接近平衡態(tài)）（接近平衡態(tài)）過(guò)共析鋼能采用完全退火嗎？過(guò)共析鋼能采用完全退火嗎？國(guó)內(nèi)定義：國(guó)內(nèi)定義：加熱使鋼完全加熱使鋼完全A化后緩冷的工藝化后緩冷的工藝國(guó)外定義：獲得最低硬度的退火國(guó)外定義：獲得最低硬度的退火返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT3. 3. 球化退火球化退火 適用：適用：過(guò)共析鋼和合金工具鋼過(guò)共析鋼和合金工具鋼。 目的：目的：降低硬度、均勻組織、改善切削性能，降低硬度、均勻組織、改善切削性能， 獲得粒狀珠光體，為淬火作組織準(zhǔn)備。獲得粒狀珠光體，為淬火作組

8、織準(zhǔn)備。 碳化物溶斷機(jī)理2.swf獲得球狀珠光體的途徑：獲得球狀珠光體的途徑： 片狀片狀P的球化的球化 由由A轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙钷D(zhuǎn)變?yōu)榍驙頟 M高溫回火（回火索氏體）高溫回火（回火索氏體）球化熱處理典型工藝球化熱處理典型工藝返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT片狀片狀P加熱加熱略高于略高于A1A未溶未溶Fe3C保溫保溫A粒狀粒狀Fe3C緩冷緩冷粒狀粒狀P片狀片狀P長(zhǎng)時(shí)間保溫長(zhǎng)時(shí)間保溫略低于略低于A1粒狀粒狀P球化過(guò)程最慢球化過(guò)程最慢返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT珠光體球化過(guò)程珠光體球化過(guò)程返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處

9、理原理及工藝 , SMSE,CUMT影響球化的因素：影響球化的因素：1、加熱溫度和保溫時(shí)間、加熱溫度和保溫時(shí)間2、冷卻速度、冷卻速度3、原始組織、原始組織4、塑性變形、塑性變形返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT4、再結(jié)晶退火（臨界點(diǎn)以下溫度）、再結(jié)晶退火（臨界點(diǎn)以下溫度）n 加熱溫度：加熱溫度：A1 以下并接近以下并接近A1點(diǎn)附近溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫；點(diǎn)附近溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫；n 冷卻：冷卻：空冷；空冷；n 組織：組織：發(fā)生恢復(fù)再結(jié)晶，使變形晶粒為細(xì)小等軸晶粒發(fā)生恢復(fù)再結(jié)晶，使變形晶粒為細(xì)小等軸晶粒n 性能：性能：強(qiáng)度和硬度下降，塑性提高，內(nèi)應(yīng)力消除。強(qiáng)度和硬度下降

10、，塑性提高，內(nèi)應(yīng)力消除。返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 5. 低溫退火（去應(yīng)力退火）低溫退火（去應(yīng)力退火） 規(guī)范：規(guī)范： 加熱溫度：加熱溫度：A1， 加熱速度：加熱速度：100150/h， 保溫時(shí)間：保溫時(shí)間：35min/mm， 冷卻速度：冷卻速度：50-100 /h。 目的：目的：消除鑄、鍛、焊及切削加工過(guò)程內(nèi)應(yīng)力。消除鑄、鍛、焊及切削加工過(guò)程內(nèi)應(yīng)力。 特征：特征：組織不發(fā)生變化。亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。組織不發(fā)生變化。亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 二、正火二、正火 正火是把零件加溫到正火是把零件加

11、溫到臨界溫度以上臨界溫度以上3050,保溫一保溫一段時(shí)間段時(shí)間,然后然后在空氣中冷卻在空氣中冷卻。 正火的應(yīng)用：正火的應(yīng)用： 低、中碳結(jié)構(gòu)鋼的預(yù)先熱處理；低、中碳結(jié)構(gòu)鋼的預(yù)先熱處理； 不重要結(jié)構(gòu)零件的最終熱處理；不重要結(jié)構(gòu)零件的最終熱處理； 抑制或消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀碳化物。抑制或消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀碳化物。正火溫度正火溫度工藝規(guī)范工藝規(guī)范加熱溫度：加熱溫度： Ac3 或或Accm +3050； 保溫時(shí)間：完全奧氏體化保溫時(shí)間：完全奧氏體化冷卻速度：空冷冷卻速度：空冷 （冷卻速度比退火快）（冷卻速度比退火快）組織：細(xì)珠光體組織：細(xì)珠光體返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE

12、,CUMT冷卻速度：冷卻速度：正火正火 退火退火晶粒大?。壕Я４笮。赫鹫?退火退火力學(xué)性能：力學(xué)性能：正火正火 退火退火三、正火與退火的區(qū)別三、正火與退火的區(qū)別40鋼退火組織40鋼正火組織熱處理與硬度關(guān)系熱處理與硬度關(guān)系合適切削加工硬度合適切削加工硬度返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT四、正火與退火的正確選用四、正火與退火的正確選用改善切削加工性改善切削加工性改善冷變形性能改善冷變形性能 球化退火和再結(jié)晶退火球化退火和再結(jié)晶退火返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT改善組織缺陷并為淬火作組織準(zhǔn)備改善組織缺陷并為淬火作組

13、織準(zhǔn)備亞共析鋼：完全退火或正火亞共析鋼：完全退火或正火過(guò)共析鋼：正火球化退火過(guò)共析鋼：正火球化退火去應(yīng)力、均勻成分等主要用退火去應(yīng)力、均勻成分等主要用退火問(wèn)題：用問(wèn)題：用T10（1C）鋼制造手工鋸條，請(qǐng)給出熱處理工）鋼制造手工鋸條，請(qǐng)給出熱處理工藝路線，及各處理工序后的組織。藝路線，及各處理工序后的組織。 正火正火球化退火球化退火淬火淬火低溫回火低溫回火不重要件最終熱處理主要用正火不重要件最終熱處理主要用正火返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT正火與退火的常見(jiàn)缺陷正火與退火的常見(jiàn)缺陷1、

14、硬度偏高、硬度偏高2、網(wǎng)狀組織、網(wǎng)狀組織3、脫碳、脫碳4、退火石墨碳、退火石墨碳返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT 習(xí)題：習(xí)題： 1 1、確定下列鋼件的退火方法，、確定下列鋼件的退火方法， 并說(shuō)明退火的目的及退火后的組織：并說(shuō)明退火的目的及退火后的組織： (1) (1) 冷軋后的冷軋后的2020鋼鋼板，鋼鋼板，1515鋼鋼板，鋼鋼板，16Mn16Mn鋼鋼板；鋼鋼板； (2) ZG270(2) ZG270500500、 ZG35 ZG35 、ZG45ZG45鑄鋼齒輪；鑄鋼齒輪； (3) (3) 鍛造過(guò)熱的鍛造過(guò)熱的5555鋼、鋼、6060鋼、鋼、6565鋼毛

15、坯；鋼毛坯；65Mn65Mn (4) (4) 具有片狀滲碳體的具有片狀滲碳體的T10T10、T12 T12 、T13T13鋼；鋼；T11T11鋼鋼2、說(shuō)明下列零件毛坯進(jìn)行正火的主要目的及正火后的組織：、說(shuō)明下列零件毛坯進(jìn)行正火的主要目的及正火后的組織：1）20鋼鍛造的齒輪毛坯鋼鍛造的齒輪毛坯2）45鋼鍛造的大型齒輪鋼鍛造的大型齒輪3）T12軋制而成的銼刀毛坯（組織為網(wǎng)狀滲碳體和片狀珠光體）軋制而成的銼刀毛坯（組織為網(wǎng)狀滲碳體和片狀珠光體）返 回下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)金屬熱處理原理及工藝 , SMSE,CUMT3、T10鋼經(jīng)過(guò)何種熱處理能獲得下列組織：鋼經(jīng)過(guò)何種熱處理能獲得下列組織： 1）細(xì)片狀珠光體）細(xì)片狀珠光體 2)粗片狀珠光體粗片狀珠光體 2）細(xì)球狀珠光體）細(xì)球狀珠光體 3）粗球狀珠光體）粗球狀珠光體4、以共析鋼為例，說(shuō)明將其加熱奧氏體化后立即隨爐、以共析鋼為例，說(shuō)明將其加熱奧氏體化后立即隨爐冷卻、在空氣中冷卻和在水中冷卻，各會(huì)得到什么組織？冷卻、在空氣中冷卻和在水中冷卻，各會(huì)得到什么組織？其力學(xué)性能有何差異？其力學(xué)性能有何差異？5 5、退火和正火的主要目的是什么，主要差別是什么？、退火和正火的主要目的是什么，主要差別是什么