1. 完全退火
概述:完全退火是将亚共析钢加热到Ac3以上20~30°C,使其转变为单一的奥氏体组织,然后以非常缓慢的速度冷却(随炉冷却或在砂、石灰中冷却),以获得珠光体和铁素体组织。
适用材料:亚共析钢、共析钢。不适用于过共析钢,因为缓慢冷却会析出大量的二次渗碳体,形成网状组织,影响机械性能。
控制要点:加热温度需达到Ac3以上20~30°C,保温时间要适当,冷却速度严格控制,碳钢约为200°C/h,低合金钢为100°C/h,高合金钢为20~50°C/h。
2. 不完全退火(球化退火)
概述:不完全退火主要针对过共析钢,加热到Ac1以上但低于Acm,保温后缓慢冷却。该工艺的目的是消除内应力,降低硬度,提高韧性,并使珠光体及二次渗碳体球化,从而改善加工性。
适用材料:共析钢和过共析钢。亚共析钢一般不采用球化退火,因为球化后的硬度较低,不利于加工。
控制要点:加热温度控制在两相区内,保温时间应稍长以确保充分球化,冷却时通过Ar1缓慢冷却以保证渗碳体的球化。
3. 扩散退火
概述:将钢加热到高温(1050~1150°C),保温10~20小时,然后缓慢冷却。这种退火的目的是通过奥氏体长大实现原子的扩散均匀化。由于退火后晶粒粗大,通常需要进行一次完全退火来细化晶粒。
适用材料:主要用于合金钢,特别是高合金钢的钢锭和铸件。
控制要点:保温温度高且时间长,冷却速度缓慢,扩散退火后的晶粒较粗,需要后续处理来细化。
4. 等温退火
概述:将钢加热到Ac3或Ac1以上,保温后迅速冷却至A1以下某一较低温度,保持等温,直到珠光体完全转变后再冷却。等温退火可有效缩短退火时间,并能较好地控制组织与硬度,且减少脱碳、氧化的倾向。
适用材料:碳钢、合金钢、高合金钢等要求降低硬度的工件。
控制要点:保温温度应低于A1,一般在600~700°C之间,保温时间与温度成正比,等温结束后可以不限速度冷却。
5. 低温退火
概述:低温退火是将非淬火钢加热到Ac1以下(一般为500~650°C),保温后缓慢冷却。这种工艺主要用于消除锻造、焊接、铸造中间的热应力及冷加工中的机械内应力,硬度略为降低。
适用材料:非淬火钢,不适用于需进行回火处理的钢材。
控制要点:低温处理,仅限于消除内应力,硬度降低有限。
6. 再结晶退火
概述:主要针对经过冷塑性变形的低碳钢。将钢材加热到再结晶温度(Ac1以下)以上150~250°C(一般为600~700°C),保温后缓冷,目的是消除加工硬化,恢复钢材的塑性。
适用材料:冷塑性变形后的低碳钢。
控制要点:加热温度不宜过高,以避免晶粒过大,保温时间要充足以消除冷加工带来的应力。
7. 正火
概述:正火是将亚共析钢加热到Ac3以上30~50°C,过共析钢加热到Acm以上30~50°C,保温后在空气中冷却。由于冷却速度较快,正火后可获得细化的珠光体或索氏体组织,改善钢材的机械性能。
适用材料:适用于性能要求不高的低碳钢与中碳钢零件、工具钢(过共析钢)、以及作为亚共析钢淬火前的组织改善处理。
控制要点:加热温度需达到Ac3或Acm以上30~50°C,冷却速度较快,适用于空气冷却。
总结
不同的退火工艺适用于不同的钢材和应用场景,选择合适的退火方式可以显著改善钢材的机械性能、组织结构和加工性能。在实际操作中,需要根据具体的材料特性、工艺要求及设备条件,合理选择和控制退火工艺的参数。
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