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热处理生产中退火工艺基础知识大全
作者: 发布日期:2018/09/29 关注次数:1044

 

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,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。

退火和正火主要用于预备,对于受力不大、性能要求不高的零件,退火和正火也可作为最终热处理。

 

退火方法的分类


常用的退火方法,按加热温度分为: 

临界温度(ac1或ac3)以上的相变重结晶退火:完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火。

临界温度(ac1或ac3)以下的退火:再结晶退火、去应力退火。

 

七类退火方式

 

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(完全化)。

 

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。低碳钢完全退火后硬度偏低,不利于切削加工;过共析钢加热至accm以上奥氏体状态缓慢冷却退火时,fe3c会以网状沿晶界析出,使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低,给最终热处理留下隐患。


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。

实际生产中,为提高生产率,冷却至500℃左右即出炉空冷。

 

2、等温退火

完全退火需要的时间长,尤其是过冷奥氏体化比较稳定的合金钢。如将奥氏体化后的钢较快地冷至稍低于ar1温度等温,是a转变为p,再空冷至室温,可大大缩短退火时间,这种退火方法叫等温退火。

 

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。

 

适用于a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。

 

3、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工艺。

 

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。球化退火是不完全退火的一种。

 

4、球化退火

使钢中碳化物球状化,获得粒状珠光体的一种热处理工艺。

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。

 

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。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不仅难以切削加工,在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。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。如果过共析钢有网状渗碳体存在时,必须在球化退火前采用正火工艺消除,才能保证球化退火正常进行。

 

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。 球化退火工艺方法很多,主要有:

a)一次球化退火工艺:将钢加热到ac1以上20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体,不允许有渗碳体网存在。

 

b)等温球化退火工艺:将钢加热保温后,随炉冷却到略低于ar1的温度进行等温(一般在ar1以下10~30℃)。等温结束后随炉缓冷到500℃左右即出炉空冷。有周期短,球化组织均匀,质量易控等优点。

c)往复球化退火工艺。

 

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