等溫退火的最佳方法

A. 何謂退火退火的目的是什麼常用退火工藝方法有哪些

何謂退火?
將組織偏離平衡狀態的鋼加熱到適當溫度，保溫到一定時間，然後緩慢冷卻（隨爐冷卻），獲得接近平衡狀態組織的熱處理工藝。

退火的目的是什麼?
降低硬度，改善切削加工性, 消磁去應力

常用退火工藝方法有哪些?
一、退火的種類
將組織偏離平衡狀態的鋼加熱到適當溫度，保溫到一定時間，然後緩慢冷卻（隨爐冷卻），獲得接近平衡狀態組織的熱處理工藝。
鋼的退火工藝種類很多，根據加熱溫度可分為兩大類:一類是在臨界溫度(Ac1或Ac3)以上的退火，又稱為相變重結晶退火,包括完全退火、不完全退火、球化退火和擴散退火等;另一類是在臨界溫度以下的退火，包括再結晶退火及去應力退火等。
1． 完全退火和等溫退火
完全退火又稱重結晶退火，一般簡稱為退火，這種退火主要用於亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時也用於焊接結構。一般常作為一些不重工件的最終熱處理，或作為某些工件的預先熱處理。
2． 球化退火
球化退火主要用於過共析的碳鋼及合金工具鋼（如製造刃具、量具、模具所用的鋼種）。其主要目的在於降低硬度，改善切削加工性，並為以後淬火作好准備。
3． 去應力退火
去應力退火又稱低溫退火（或高溫回火），這種退火主要用來消除鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予消除，將會引起鋼件在一定時間以後，或在隨後的切削加工過程中產生變形或裂紋。

工藝模式工具 : 連續式, 真空式, 箱式（井式）的退火爐均可以

B. 「退火」分為幾種

7種。常用的退火工藝有：

①完全退火。用以細化中、低碳鋼經鑄造、鍛壓和焊接後出現的力學性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部轉變為奧氏體的溫度以上30～50℃，保溫一段時間，然後隨爐緩慢冷卻，在冷卻過程中奧氏體再次發生轉變，即可使鋼的組織變細。

②球化退火。用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓後的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20～40℃，保溫後緩慢冷卻，在冷卻過程中珠光體中的片層狀滲寬搏余碳體變為球狀，從而降低了硬度。

③等溫退火。用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結構鋼的高硬度，以進行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏體最不穩定的溫度，保溫適當時間，奧氏體轉變為托氏體或索氏體，硬度即可降低。

④再結晶退火。用以消除金屬線材、薄板在冷拔、冷軋過程中的硬化現象（硬度升高、塑性下降）。加熱溫度一般為鋼開始形成奧氏體的溫度以下50～150℃ ，只有這樣才能消除加工硬化效應使金屬軟化。

⑤石墨化退火。用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右 ，保溫一定時間後適當冷卻 ，使滲碳體分解形成團絮狀石墨。

⑥擴散退火。用以使合金鑄件化學成分均勻化，提高其使用性能。方法是在不發生熔化的前提下 ，將鑄件加熱到盡可能高的溫度，並長時間保溫，待合金中各種元素擴散趨於均勻分布後緩冷。

⑦去應力退火。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內應力。對於鋼鐵製品加熱後開始形成奧氏體的溫度以下100～200℃，保溫後在空氣中冷卻，即可消除內應力。

退火解釋：

退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜慎滾速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性;消除殘余應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向;細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。

准確的說，退火是一種對材料的熱處理工藝，包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統金屬退火存在異同。

主要特點：

是使經過鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件軟化，改善塑性和韌性，使化學成分均勻化，去銀閉除殘余應力，或得到預期的物理性能。退火工藝隨目的之不同而有多種，如等溫退火、均勻化退火、球化退火、去除應力退火、再結晶退火，以及穩定化退火、磁場退火等等。

1、金屬工具使用時因受熱而失去原有的硬度。

2、把金屬材料或工件加熱到一定溫度並持續一定時間後，使緩慢冷卻。退火可以減低金屬硬度和脆性，增加可塑性。也叫燜火。

C. 常用的熱處理方法有哪幾種各有什麼特點

1、退火

操作方法：將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度（可以查閱有關資料）後，一般隨爐溫緩慢冷卻。

適用於合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀態不合格的原材料。

2、正火

操作方法：將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度，保溫後以稍大於退火的冷卻速度冷卻。

正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對於性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件，也可作為最後熱處理。對於一般中、高合金鋼，空冷可導致完全或局部淬火，因此不能作為最後熱處理工序。

3、淬火

操作方法：將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上，保溫一段時間，然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。

淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織，有時對某些高合金鋼（如不銹鋼、耐磨鋼）淬火時，則是為了得到單一均勻的奧氏體組織，以提高耐磨性和耐蝕性。

4、回火

操作方法：將淬火後的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度，經保溫後，於空氣或油、熱水、水中冷卻。

保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火；在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火；以保持高的沖擊韌度和塑性為主，又有足夠的強度時用高溫回火。

5、調質

操作方法：淬火後高溫回火稱調質，即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度，保溫後進行淬火，然後在400~720度的溫度下進行回火。

不僅可以作為各種較為重要結構的最後熱處理，而且還可以作為某些緊密零件，如絲杠等的預先熱處理，以減小變形。

D. 什麼是退火，有什麼作用

將金屬或合金加熱到適當溫度，保溫一定時間，然後緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），的熱處理工藝叫做退火。

退火的實質是將鋼加熱到奧氏體化後進行珠光體轉變，退火後的組織是接近平衡後的組織。

退火的目的：

（1）降低鋼的硬度，提高塑性，便於機加工和冷變形加工；

（2）均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，改善鋼的性能或為淬火作組織准備；

（3）消除內應力和加工硬化，以防變形和開裂。

退火和正火主要用於預備熱處理，對於受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作為最終熱處理。

關於熱處理其實還有四把火：正火、退火、淬火、回火。

正火、退火、淬火、回火

七類退火方式

1、完全退火

工藝：將鋼加熱到Ac3以上20~30℃，保溫一段時間後緩慢冷卻（隨爐）以獲得接近平衡組織的熱處理工藝（完全奧氏體化）。

完全退火主要用於亞共析鋼（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，有時也用於它們的焊接件。低碳鋼完全退火後硬度偏低，不利於切削加工；過共析鋼加熱至Accm以上奧氏體狀態緩慢冷卻退火時，Fe3CⅡ會以網狀沿晶界析出，使鋼的強度、硬度、塑性和韌性顯著降低，給最終熱處理留下隱患。

目的：細化晶粒、均勻組織、消除內應力、降低硬度和改善鋼的切削加工性。 亞共析鋼完全退火後的組織為F+P。

實際生產中，為提高生產率，退火冷卻至500℃左右即出爐空冷。

2、等溫退火

完全退火需要的時間長，尤其是過冷奧氏體化比較穩定的合金鋼。如將奧氏體化後的鋼較快地冷至稍低於Ar1溫度等溫，是A轉變為P，再空冷至室溫，可大大縮短退火時間，這種退火方法叫等溫退火。

工藝：將鋼加熱到高於Ac3(或Ac1)的溫度，保溫適當時間後，較快冷卻到珠光體區的某一溫度，並等溫保持，使奧氏體轉變為珠光體，然後空冷至室溫的熱處理工藝。

目的：與完全退火相同，轉變較易控制。

適用於A較穩定的鋼：高碳鋼（wc>0.6％）、合金工具鋼、高合金鋼(合金元素的總量>10％)。等溫退火還有利於獲得均勻的組織和性能。但不適用於大截面鋼件和大批量爐料，因為等溫退火不易使工件內部或批量工件都達到等溫溫度。

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)經保溫後緩慢冷卻以獲得近於平衡組織的熱處理工藝。

主要用於過共析鋼獲得球狀珠光體組織，以消除內應力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一種。

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，保溫時間不宜太長，一般以2~4h為宜，冷卻方式通常採用爐冷，或在Ar1以下20℃左右進行較長時間等溫。

主要用於共析鋼和過共析鋼，如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。過共析鋼經軋制、鍛造後空冷的組織是片層狀的珠光體與網狀滲碳體，這種組織硬而脆，不僅難 以切削加工，在以後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，便於切削加工，而且在淬火加熱時，奧氏體晶粒不易粗大，冷卻時變形和開裂傾向小。如果過共析鋼有網狀滲碳體存在時，必須 在球化退火前採用正火工藝消除，才能保證球化退火正常進行。

目的：降低硬度、均勻組織、改善切削加工性為淬火作組織准備。 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℃，保溫適當時間，然後隨爐緩慢冷卻。要求退火前原始組織為細片狀珠光體，不允許有滲碳體網存在。

b)等溫球化退火工藝：將鋼加熱保溫後，隨爐冷卻到略低於Ar1的溫度進行等溫（一般在Ar1以下10~30℃）。等溫結束後隨爐緩冷到500℃左右即出爐空冷。有周期短，球化組織均勻，質量易控等優點。

c)往復球化退火工藝。

5、擴散退火（均勻化退火）

工藝：將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低於固相線的溫度下長時間保溫，然後緩慢冷卻以消除化學成分不均勻現象的熱處理工藝。

目的：消除鑄錠在凝固過程中產生的枝晶偏析及區域偏析，使成分和組織均勻化。

擴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，

保溫時間一般為10~15小時。擴散退火後需完全退火及正火處理，以細化組織。

應用於一些優質合金鋼及偏析較嚴重的合金鋼鑄件及鋼錠。

6、去應力退火

工藝：將鋼件加熱至低於Ac1的某一溫度（一般為500~650℃），保溫，然後隨爐冷卻。

去應力退火溫度低於A1，因此去應力退火不引起組織變化。

目的：消除殘余內應力。

7、再結晶退火

再結晶退火又稱中間退火，是把冷變形後的金屬加熱到再結晶溫度以上保持適當時間，使變形晶粒重新轉變為均勻等軸晶粒而消除加工硬化和殘余應力的熱處理工藝。

再結晶現象的產生，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。發生再結晶現象的最低溫度稱為最低再結晶溫度。一般金屬材料的最低再結晶溫度為：

T再=0.4T熔

再結晶退火的加熱溫度應比最低再結晶溫度高100~200℃（鋼材的最低再結晶溫度為450℃左右），適當保溫後緩慢冷卻。

退火方法的選用

退火方法的選用一般有以下幾個原則：

（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，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也用球化退火；

（3）為了消除加工硬化，可以選用再結晶退火；

（4）為了消除各種加工過程中所引起的內應力，可以選用去應力退火；

（5）有些高級優質合金鋼的大型鑄鋼件，為了改善組織結構和化學成分的不均勻性，常選用擴散退火。

E. 退火都有哪些目的及方法

退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。准確的說，退火是一種對材料的熱處理工藝，包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統金屬退火存在異同。
退火目的：
(1)降低硬度，改善切削加工性。
(2)消除殘余應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向。
(3)細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。
(4)均勻材料組織和成分，改善材料性能或為以後熱處理做組織准備。
在生產中，退火工藝應用很廣泛。根據工件要求退火的目的不同，退火的工藝規范有多種，常用的有完全退火、球化退火、和去應力退火等。
退火方法：
退火的一個最主要工藝參數是最高加熱溫度（退火溫度），大多數合金的退火加熱溫度的選擇是以該合金系的相圖為基礎的，如碳素鋼以鐵碳平衡圖為基礎。各種鋼(包括碳素鋼及合金鋼)的退火溫度，視具體退火目的的不同而在各該鋼種的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一溫度。各種非鐵合金的退火溫度則在各該合金的固相線溫度以下、固溶度線溫度以上或以下的某一溫度。
1、重結晶退火——完全退火
應用於平衡加熱和冷卻時有固態相變(重結晶)發生的合金。其退火溫度為各該合金的相變溫度區間以上或以內的某一溫度。加熱和冷卻都是緩慢的。合金於加熱和冷卻過程中各發生一次相變重結晶，故稱為重結晶退火，常被簡稱為退火。
這種退火方法，相當普遍地應用於鋼。鋼的重結晶退火工藝是：緩慢加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1（共析鋼或過共析鋼）以上30～50℃，保持適當時間，然後緩慢冷卻下來。通過加熱過程中發生的珠光體（或者還有先共析的鐵素體或滲碳體）轉變為奧氏體（第一回相變重結晶）以及冷卻過程中發生的與此相反的第二回相變重結晶，形成晶粒較細、片層較厚、組織均勻的珠光體(或者還有先共析鐵素體或滲碳體)。退火溫度在Ac3以上（亞共析鋼）使鋼發生完全的重結晶者，稱為完全退火，退火溫度在Ac1與Ac3之間(亞共析鋼)或Ac1與Acm之間（過共析鋼），使鋼發生部分的重結晶者，稱為不完全退火。前者主要用於亞共析鋼的鑄件、鍛軋件、焊件，以消除組織缺陷（如魏氏組織、帶狀組織等），使組織變細和變均勻，以提高鋼件的塑性和韌性。後者主要用於中碳和高碳鋼及低合金結構鋼的鍛軋件。此種鍛、軋件若鍛、軋後的冷卻速度較大時，形成的珠光體較細、硬度較高；若停鍛、停軋溫度過低，鋼件中還有大的內應力。此時可用不完全退火代替完全退火，使珠光體發生重結晶，晶粒變細，同時也降低硬度，消除內應力，改善被切削性。此外，退火溫度在Ac1與Acm之間的過共析鋼球化退火，也是不完全退火。
重結晶退火也用於非鐵合金，例如鈦合金於加熱和冷卻時發生同素異構轉變，低溫為α相(密排六方結構)，高溫為β相（體心立方結構），其中間是「α+β」兩相區，即相變溫度區間。為了得到接近平衡的室溫穩定組織和細化晶粒，也進行重結晶退火，即緩慢加熱到高於相變溫度區間不多的溫度，保溫適當時間，使合金轉變為β相的細小晶粒；然後緩慢冷卻下來，使β相再轉變為α相或α+β兩相的細小晶粒。
2、不完全退火
不完全退火是將鐵碳合金加熱到Ac1-Ac3之間溫度，達到不完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻的退火工藝。
不完全退火主要適用於中、高碳鋼和低合金鋼鍛軋件等，其目的是細化組織和降低硬度，加熱溫度為Ac1+(40-60)℃，保溫後緩慢冷卻。
3、等溫式退火
應用於鋼和某些非鐵合金如鈦合金的一種控製冷卻的退火方法。對鋼來說，是緩慢加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1（共析鋼和過共析鋼）以上不多的溫度，保溫一段時間，使鋼奧氏體化，然後迅速移入溫度在A1以下不多的另一爐內，等溫保持直到奧氏體全部轉變為片層狀珠光體（亞共析鋼還有先共析鐵素體；過共析鋼還有先共析滲碳體）為止，最後以任意速度冷卻下來(通常是出爐在空氣中冷卻)。等溫保持的大致溫度范圍在所處理鋼種的等溫轉變圖上A1至珠光體轉變鼻尖溫度這一區間之內(見過冷奧氏體轉變圖)；具體溫度和時間，主要根據退火後所要求的硬度來確定。等溫溫度不可過低或過高，過低則退火後硬度偏高；過高則等溫保持時間需要延長。鋼的等溫退火的目的，與重結晶退火基本相同，但工藝操作和所需設備都比較復雜，所以通常主要是應用於過冷奧氏體在珠光體型相變溫度區間轉變相當緩慢的合金鋼。後者若採用重結晶退火方法，往往需要數十小時，很不經濟；採用等溫退火則能大大縮短生產周期，並能使整個工件獲得更為均勻的組織和性能。等溫退火也可在鋼的熱加工的不同階段來用。例如，若讓空冷淬硬性合金鋼由高溫空冷到室溫時，當心部轉變為馬氏體之時，在已發生了馬氏體相變的外層就會出現裂紋；若將該類鋼的熱鋼錠或鋼坯在冷卻過程中放入700℃左右的等溫爐內，保持等溫直到珠光體相變完成後，再出爐空冷，則可免生裂紋。
含β相穩定化元素較高的鈦合金，其β相相當穩定，容易被過冷。過冷的β相，其等溫轉變動力學曲線與鋼的過冷奧氏體等溫轉變圖相似。為了縮短重結晶退火的生產周期並獲得更細、更均勻的組織，亦可採用等溫退火。
4、均勻化退火
亦稱擴散退火。應用於鋼及非鐵合金（如錫青銅、硅青銅、白銅、鎂合金等）的鑄錠或鑄件的一種退火方法。將鑄錠或鑄件加熱到各該合金的固相線溫度以下的某一較高溫度，長時間保溫，然後緩慢冷卻下來。均勻化退火是使合金中的元素發生固態擴散，來減輕化學成分不均勻性（偏析），主要是減輕晶粒尺度內的化學成分不均勻性（晶內偏析或稱枝晶偏析）。均勻化退火溫度所以如此之高，是為了加快合金元素擴散，盡可能縮短保溫時間。合金鋼的均勻化退火溫度遠高於Ac3，通常是1050～1200℃。非鐵合金錠進行均勻化退火的溫度一般是「0.95×固相線溫度(K)」，均勻化退火因加熱溫度高，保溫時間長，所以熱能消耗量大。
5、球化退火
只應用於鋼的一種退火方法。將鋼加熱到稍低於或稍高於Ac1的溫度或者使溫度在A1上下周期變化，然後緩冷下來。目的在於使珠光體內的片狀滲碳體以及先共析滲碳體都變為球粒狀，均勻分布於鐵素體基體中(這種組織稱為球化珠光體)。具有這種組織的中碳鋼和高碳鋼硬度低、被切削性好、冷形變能力大。對工具鋼來說，這種組織是淬火前最好的原始組織。
6、去應力式退火
去應力退火是將工件加熱到Ac1以下的適當溫度（非合金鋼在500~600℃），保溫後隨爐冷卻的熱處理工藝稱為去應力退火。去應力加熱溫度低，在退火過程中無組織轉變，主要適用於毛坯件及經過切削加工的零件，目的是為了消除毛坯和零件中的殘余應力，穩定工件尺寸及形狀，減少零件在切削加工和使用過程中的形變和裂紋傾向。