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深冷處理之退火工藝基礎(chǔ)知識(shí)
將金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間,，然后緩慢降溫（一般為隨爐j降溫）,，的熱處理工藝叫做退火。
退火的實(shí)質(zhì)是將鋼加熱到奧氏體化后進(jìn)行珠光體轉(zhuǎn)變,，退火后的組織幾乎平衡后的組織,。深冷處理設(shè)備
退火的目的：
（1）降低鋼的硬度，提高塑性,，便于機(jī)加工和冷變形加工,；
（2）均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒,，改善鋼的性能或?yàn)榇慊鹱鹘M織準(zhǔn)
備,；
（3）消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化，以防變形和開裂,。
退火和正火主要用于預(yù)備熱處理,，對(duì)于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作為最終熱處理,。
退火方法的分類
常用的退火方法,，按加熱溫度分為：
臨界溫度（Ac1或Ac3）以上的相變重結(jié)晶退火：完全退火、擴(kuò)散退火,、不完全退火,、球化退火。
臨界溫度（Ac1或Ac3）以下的退火：再結(jié)晶退火,、去應(yīng)力退火,。
七類退火方式
1、完全退火
工藝：將鋼加熱到Ac3以上20~30℃,，保溫一段時(shí)間后緩慢降溫（隨爐）以獲得平衡組織的熱處理工藝（完全奧氏體化）,。
完全退火主要用于亞共析鋼（wc=0.3~0.6%），一般是中碳鋼及低,、中碳合金鋼鑄件,、鍛件及熱軋型材，有時(shí)也用于它們的han接件,。低碳鋼完全退火后硬度偏低,，不利于切削加工；過共析鋼加熱至Accm以上奧氏體狀態(tài)緩慢降溫退火時(shí),，F(xiàn)e3CⅡ會(huì)以網(wǎng)狀沿晶界析出,，使鋼的強(qiáng)度、硬度,、塑性和韌性顯著降低,，給最終熱處理留下隱患。
目的：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,。 亞共析鋼完全退火后的組織為F+P,。深冷處理設(shè)備
實(shí)際生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)率,，退火至500℃左右即出爐空冷,。
2、等溫退火
完全退火需要的時(shí)間長(zhǎng),，尤其是過冷奧氏體化比較穩(wěn)定的合金鋼,。如將奧氏體化后的鋼較快地冷至稍低于Ar1溫度等溫，是A轉(zhuǎn)變?yōu)镻,，再空冷至室溫,，可大大縮短退火時(shí)間,，這種退火方法叫等溫退火。
工藝：將鋼加熱到高于Ac3(或Ac1)的溫度,，保溫適當(dāng)時(shí)間后,，較快冷到珠光體區(qū)的某一溫度，并等溫保持,，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w,，然后空冷至室溫的熱處理工藝。
目的：與完全退火相同,，轉(zhuǎn)變較易控制,。
適用于A較穩(wěn)定的鋼：高碳鋼（wc>0.6％）、合金工具鋼,、高合金鋼(合金元素的總量>10％)。等溫退火還有利于獲得均勻的組織和性能,。但不適用于大截面鋼件和大批量爐料,，因?yàn)榈葴赝嘶鸩灰资构ぜ?nèi)部或批量工件都達(dá)到等溫溫度。
3,、不完全退火
工藝：將鋼加熱到Ac1~Ac3(亞共析鋼)或Ac1~Accm(過共析鋼)經(jīng)保溫后緩慢以獲得近于平衡組織的熱處理工藝,。
主要用于過共析鋼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。球化退火是不完全退火的一種,。深冷處理設(shè)備
4,、球化退火
使鋼中碳化物球狀化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝,。
工藝：加熱至Ac1以上20~30℃溫度,，保溫時(shí)間不宜太長(zhǎng)，一般以2~4h為宜,，降溫方式通常采用爐冷,，或在Ar1以下20℃左右進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間等溫。
主要用于共析鋼和過共析鋼,，如碳素工具鋼,、合金工具鋼、軸承鋼等,。過共析鋼經(jīng)軋制,、鍛造后空冷的組織是片層狀的珠光體與網(wǎng)狀滲碳體，這種組織硬而脆,，不僅難以切削加工,，在以后的淬火過程中也容易變形和開裂,。球化退火得到球狀珠光體，在球狀珠光體中,，滲碳體呈球狀的細(xì)小顆粒,，彌散分布在鐵素體基體上。球狀珠光體與片狀珠光體相比,，不但硬度低,，便于切削加工，而且在淬火加熱時(shí),，奧氏體晶粒不易粗大,，降溫時(shí)變形和開裂傾向小。如果過共析鋼有網(wǎng)狀滲碳體存在時(shí),，必須在球化退火前采用正火工藝消除,，才能保證球化退火正常進(jìn)行。
目的：降低硬度,、均勻組織,、改善切削加工性為淬火作組織準(zhǔn)備。 球化退火工藝方法很多,，主要有：
a)一次球化退火工藝：將鋼加熱到Ac1以上20~30℃,，保溫適當(dāng)時(shí)間，然后隨爐緩慢深冷處理,。要求退火前原始組織為細(xì)片狀珠光體,，不允許有滲碳體網(wǎng)存在。深冷處理設(shè)備
b)等溫球化退火工藝：將鋼加熱保溫后,，隨爐深冷處理到略低于Ar1的溫度進(jìn)行等溫（一般在Ar1以下10~30℃）,。等溫結(jié)束后隨爐緩冷到500℃左右即出爐空冷。有周期短,，球化組織均勻,，質(zhì)量易控等優(yōu)點(diǎn)。
c)往復(fù)球化退火工藝,。
5,、擴(kuò)散退火（均勻化退火）
工藝：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,，然后緩慢以消除化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象的熱處理工藝,。
目的：消除鑄錠在凝固過程中產(chǎn)生的枝晶偏析及區(qū)域偏析，使成分和組織均勻化,。
擴(kuò)散退火的加熱溫度很高,，通常為Ac3或Accm以上100~200℃，具體溫度視偏析程度及鋼種而定,，
保溫時(shí)間一般為10~15小時(shí),。擴(kuò)散退火后需完全退火及正火處理,，以細(xì)化組織。
應(yīng)用于一些優(yōu)質(zhì)合金鋼及偏析較嚴(yán)重的合金鋼鑄件及鋼錠,。
6,、去應(yīng)力退火
工藝：將鋼件加熱至低于Ac1的某一溫度（一般為500~650℃），保溫,，然后隨爐降溫,。
去應(yīng)力退火溫度低于A1，因此去應(yīng)力退火不引起組織變化,。
目的：消除殘余內(nèi)應(yīng)力,。
7、再結(jié)晶退火
再結(jié)晶退火又稱中間退火,，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)時(shí)間,，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻容S晶粒而消除加工硬化和殘余應(yīng)力的熱處理工藝。
再結(jié)晶現(xiàn)象的產(chǎn)生,，首先必須有一定量的冷塑性變形,，其次必須加熱到一定溫度以上。發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象溫度稱為再結(jié)晶溫度,。一般金屬材料的再結(jié)晶溫度為：
T再=0.4T熔
再結(jié)晶退火的加熱溫度應(yīng)比再結(jié)晶溫度高100~200℃（鋼材的再結(jié)晶溫度為450℃左右），適當(dāng)保溫后緩慢降溫,。深冷處理設(shè)備
退火方法的選用
退火方法的選用一般有以下幾個(gè)原則：
（1）亞共析組織的各種鋼一般選用完全退火,，為了縮短退火時(shí)間，可以選用等溫退火,；
（2）過共析鋼一般選用球化退火,，要求不高時(shí)，可以選用不完全退火,。工具鋼,、軸承鋼常選用球化退火。低碳鋼或中碳鋼的冷擠壓件和冷鐓件有時(shí)也用球化退火,；
（3）為了消除加工硬化,，可以選用再結(jié)晶退火,；
（4）為了消除各種加工過程中所引起的內(nèi)應(yīng)力，可以選用去應(yīng)力退火； z 有些優(yōu)質(zhì)合金鋼的大型鑄鋼件,，為了改善組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的不均勻性，常選用擴(kuò)散退火,。深冷處理
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