金属材料退火应用

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1、退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却（通常是缓慢冷却,有时是控制冷却）的一种金属热处理［1］工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随冃的Z不同而有多种，如重结晶退火、等温追火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。1、金属工具使用时因受热而失去原有的哽度。2、把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时I'可后，使缓慢冷却。退火可以减低金属硕度和脆性，增加可塑性。也叫炯火。退火的一个最主要

2、工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的，如碳索钢以铁碳平衡图为基础（图1）。各种钢（包括碳索钢及合金钢）的追火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Acl以上或以下的某一温度。各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。重结晶退火应用于平衡加热和冷却吋有固态相变（重结品）发生的合金。其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度。加热和冷却都是缓慢的。合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶，故称为重结晶退火，常被简称为退火。这种退火方

3、法，相当普遍地应用于钢。钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Acl（共析钢或过共析钢）以上30〜50°C,保持适当时间，然后缓慢冷却下来。通过加热过程中发生的珠光体（或者还有先共析的铁素体或渗碳体）转变为奥氏体（第一回相变重结晶）以及冷却过程中发生的与此相反的笫二回相变重结品，形成品粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体（或者还有先共析铁素体或渗碳体）。退火温度在Ac3以上（亚共析钢）使钢发生完全的重结晶者，称为完全退火，退火温度在Acl与Ac3之间（亚共析钢）或Acl与Acm之间（过共析钢），使钢发生部分的重结晶者，称为不完全退火。前者主要

4、用于亚共析钢的铸件、锻轧件、焊件，以消除组织缺陷（如魏氏组织、带状组织等），使组织变细和变均匀，以提高钢件的塑性和韧性。后者主要用于中碳和高碳钢及低合金结构钢的锻轧件。此种锻、轧件若锻、轧后的冷却速度较大时，形成的珠光体较细、硕度较高；若停锻、停轧温度过低，钢件中述有大的内应力。此时对用不完全退火代替完全退火，使珠光体发生重结晶，晶粒变细，同时也降低硬度，消除内应力,改善被切削性。此外，退火温度在Acl与AcmZfn］的过共析钢球化退火，也是不完全退火。重结品退火也用于非铁合金，例如钛合金丁加热和冷却吋发生同素界构转变，低温为Q相（密排六方结构），高温为

5、B相（体心立方结构），其中间是“a+B”两相区，即相变温度区间。为了得到接近平衡的室温稳定纽织和细化晶粒，也进行重结晶退火，即缓慢加热到高于相变温度区间不多的温度，保温适当时间，使合金转变为B相的细小品粒；然后缓慢冷却下来，使P相再转变为a相或a+P两相的细小晶粒。等温退火应用于钢和某些非铁合金如钛合金的一种控制冷却的退火方法。对钢来说，是缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Acl（共析钢和过共析钢）以上不多的温度，保温一段时间，使钢奥氏体化,然后迅速移入温度在A1以下不多的另一炉内，等温保持直到奥氏体全部转变为片层状珠光体（亚共析钢还有先共析铁索体;过共析钢

6、还有先共析渗碳体）为止，最后以任意速度冷却下来（通常是出炉在空气中冷却）。等温保持的大致温度范围在所处理钢种的等温转变图上A1至珠光体转变鼻尖温度这一区间之内（见过冷奥氏体转变图）；具体温度和时间，主要根据退火后所要求的硬度来确定（图2）。等温温度不可过低或过高，过低则退火后硬度偏高；过高则等温保持时间需要延长。钢的等温退火的H的，与重结晶退火基本相同，但工艺操作和所需设备都比较复杂，所以通常主耍是M用于过冷奥氏体在珠光体型相变温度区间转变和当缓慢的合金钢。示者若采用重结晶退火方法，往往需要数十小时，很不经济；采用等温退火则能人人缩短牛产周期，并能使整个

7、工件获得更为均匀的组织和性能。等温退火也可在钢的热加工的不同阶段来用。例如，若让空冷淬碘性合金钢由高温空冷到室温时，当心部转变为马氏体Z时，在已发生了马氏体相变的外层就会出现裂纹;若将该类钢的热钢锭或钢坯在冷却过程屮放入700°C左右的等温炉内，保持等温直到珠光体相变完成后，再出炉空冷，则可免生裂纹。含B相稳定化元索较高的钛合金，其B相相当稳定，容易被过冷。过冷的B相，其等温转变动力学曲线（图3）与钢的过冷奥氏体等温转变图相似。为了缩短重结品退火的牛:产周期并获得更细、更均匀的组织，亦可采用等温退火。均匀化退火亦称扩散退火。应用于钢及非铁合金（如锡青铜、

8、硅青铜、白铜、镁合金等）的铸锭或铸件的一种退火方法。将铸锭或铸件加热到各该合金的