第七章鋼的退火與正火第一節(jié)鋼的退火退火：將鋼件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。第一節(jié)鋼的退火完全退火和不完全退火等溫退火和球化退火再結(jié)晶退火去應(yīng)力退火擴(kuò)散退火根據(jù)加熱溫度和緩慢冷卻速度及方式不同，退火包括：第一節(jié)鋼的退火完全退火：將工件完全奧氏體化后緩慢冷卻，以獲得接近平衡珠光體P組織的退火。第一節(jié)鋼的退火完全退火工藝參數(shù)加熱速度：高碳高合金鋼、復(fù)雜或大型工件，宜慢；低中碳及合金鋼和中小型工件可較快加熱。加熱溫度：碳素鋼Ac3+30～50℃，合金鋼Ac3+50～70℃。第一節(jié)鋼的退火完全退火工藝參數(shù)保溫時(shí)間：溫度、成分均勻。第一節(jié)鋼的退火完全退火工藝參數(shù)冷卻速度：碳素鋼＜200℃/hr低合金鋼∈50～100℃/hr高合金鋼∈20～50℃/hr大截面工件＜30℃/hr（爐冷）。冷卻方式：碳素鋼、低合金鋼＜550℃出爐高合金鋼、大截面工件＜350℃出爐第一節(jié)鋼的退火工藝原理：連續(xù)轉(zhuǎn)變，獲得片狀珠光體P片。工藝特點(diǎn)：細(xì)化晶粒降低強(qiáng)度硬度，提高塑性韌性減少或消除材料內(nèi)應(yīng)力消除組織遺傳工藝應(yīng)用：含碳量0.3%～1.0%的碳素鋼和低合金鋼。第一節(jié)鋼的退火不完全退火：將工件部分奧氏體化后緩慢冷卻的退火。工藝參數(shù)加熱速度：同完全退火加熱溫度：Ac1+30～50℃，即Ac1～Ac3(Accm)之間。保溫時(shí)間：同完全退火冷卻速度：同完全退火冷卻方式：同完全退火第一節(jié)鋼的退火工藝原理：連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變，獲得部分原先共析組織（非網(wǎng)狀）+片狀珠光體P片。工藝特點(diǎn)：同完全退火工藝應(yīng)用：C%≥1.0%的碳素鋼和低合金鋼。等溫退火：將工件加熱到高于Ac3或Ac1的溫度，保持適當(dāng)時(shí)間后，較快地冷卻到珠光體P轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的適當(dāng)溫度并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織后在空氣中冷卻的退火。第一節(jié)鋼的退火工藝參數(shù)加熱速度：同完全退火加熱溫度：同完全退火或不完全退火保溫時(shí)間：同完全退火等溫溫度：近C曲線鼻尖，一般600℃左右。等溫時(shí)間：冷卻均溫時(shí)間+轉(zhuǎn)變時(shí)間，一般碳鋼1-2hr，合金鋼3-6hr。冷卻速度及方式：空冷至室溫或爐冷至500℃以下空冷至室溫。第一節(jié)鋼的退火工藝原理：等溫轉(zhuǎn)變，獲得較均勻的珠光體P組織。工藝特點(diǎn)：組織、性能較均勻工期較短僅適宜中、小工件，且裝爐量小利于中、小工件連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)其它同完全退火。第一節(jié)鋼的退火工藝應(yīng)用：孕育期較長的合金結(jié)構(gòu)鋼中小型工件。等溫球化退火：將工件加熱到Ac1+10～30℃，保溫一定時(shí)間，然后較快冷至Ar1-20～30℃，并等溫較長時(shí)間，隨后爐冷或空冷到室溫的退火。工藝參數(shù)加熱速度：同完全退火加熱溫度：Ac1+10～30℃第一節(jié)鋼的退火保溫時(shí)間：長于完全退火，一般4hr左右。等溫溫度：Ar1-20～30℃等溫時(shí)間：相似于等溫退火，一般6hr左右。冷卻速度及方式：同等溫退火。工藝原理：控制形核，等溫轉(zhuǎn)變，獲得粒狀碳化物。工藝特點(diǎn)：變片狀Cm為粒狀Cm，但工期較長。組織均勻，且顯著提高塑性韌性。第一節(jié)鋼的退火工藝應(yīng)用：高碳高合金鋼，用于冷塑性變形的低中碳結(jié)構(gòu)鋼。循環(huán)球化退火：在Ac1上和Ar1下循環(huán)加熱、冷卻并短時(shí)間保溫的球化退火。工藝參數(shù)加熱速度：同完全退火加熱溫度：同等溫球化退火等溫溫度：同等溫球化退火保溫、等溫時(shí)間：均溫，一般1hr左右第一節(jié)鋼的退火冷卻速度和方式：同等溫球化退火循環(huán)次數(shù)：一般3次工藝原理：控制形核，多次形核工藝特點(diǎn)球化效果好工藝周期短操作繁瑣工藝應(yīng)用：中小型工件第一節(jié)鋼的退火緩冷球化退火：將工件加熱到Ac1+10～20℃，保溫一定時(shí)間，然后緩冷的球化退火方法。工藝參數(shù)加熱速度：同完全退火加熱溫度：同等溫球化退火保溫時(shí)間：均溫透熱，同完全退火冷卻速度：很緩慢，10～20℃/hr冷卻方式：爐冷至550℃左右出爐第一節(jié)鋼的退火工藝原理：控制形核，連續(xù)轉(zhuǎn)變工藝特點(diǎn)：工期長，效果較差，操作簡單工藝應(yīng)用：中大型工件再結(jié)晶退火：將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，重新形成均勻的等軸晶粒的退火。工藝參數(shù)加熱速度：同完全退火加熱溫度：T再+100～200℃第一節(jié)鋼的退火保溫時(shí)間：一般1～3hr冷卻速度及方式：同完全退火工藝原理T再=0.35～0.4T熔前提條件：室溫大變形量，晶粒嚴(yán)重畸變晶界形核、長大，畸變晶?！容S晶粒工藝特點(diǎn)：消除形變強(qiáng)化和形變應(yīng)力工藝應(yīng)用：冷變形工件和型材第一節(jié)鋼的退火去應(yīng)力退火：消除工件內(nèi)部殘余應(yīng)力的退火方法。工藝參數(shù)加熱速度：緩慢，同大件完全退火加熱溫度：Ac1－100～200℃保溫時(shí)間：一般1～3hr冷卻速度及方式：同完全退火工藝原理：微觀組織發(fā)生塑性變形，釋放內(nèi)應(yīng)力，減小甚至消除殘余應(yīng)力。第一節(jié)鋼的退火工藝特點(diǎn)：退火溫度最低，無組織轉(zhuǎn)變，存在大量微觀塑性變形。工藝應(yīng)用：部分鑄造毛坯、部分鍛造毛坯、焊接結(jié)構(gòu)件和部分機(jī)加半成品。擴(kuò)散均勻化退火：將工件加熱到高溫并長時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻，以減輕化學(xué)成分和組織不均勻程度為目的的退火。工藝參數(shù)加熱速度：較慢，100～200℃/hr第一節(jié)鋼的退火加熱溫度：Ac3(Accm)+150～300℃保溫時(shí)間：＜15hr，τ=（1.5～2.5）Dτ=8.5+Q/4冷卻速度：＜50℃/hr冷卻方式:同完全退火工藝原理:高溫奧氏體態(tài),原子充分?jǐn)U散，組織連續(xù)轉(zhuǎn)變工藝特點(diǎn):保溫時(shí)間長,冷卻時(shí)間長工藝應(yīng)用:鑄坯、鑄錠、軋坯和鍛坯第一節(jié)鋼的退火擴(kuò)散去氫退火：為減少材料內(nèi)部氫含量，將工件在形變熱加工后直接進(jìn)行的退火。工藝參數(shù)終鍛冷卻速度：較快速冷卻等溫溫度：C曲線鼻尖處溫度保溫時(shí)間：τ=5～10hr/100mm冷卻速度：20～40℃/hr冷卻方式：100～150℃出爐空冷第一節(jié)鋼的退火工藝原理：終鍛溫度快速冷至等溫溫度，高溶氫奧氏體A全部轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿軞滂F素體F和滲碳體Cm，氫原子從內(nèi)向外擴(kuò)散，氫含量降低至不產(chǎn)生微氣孔（白點(diǎn)）。工藝特點(diǎn)：工期長，組織均勻工藝應(yīng)用：大型鍛件、大型鑄件、鑄錠第二節(jié)鋼的正火正火：將工件加熱完全奧氏體化后保持適當(dāng)時(shí)間，然后較快冷卻（空冷、風(fēng)冷、霧冷）至室溫的熱處理工藝。分類：普通正火、高溫正火、等溫正火、多重正火和二段正火等。普通正火工藝參數(shù)加熱速度：同完全退火加熱溫度：Accm＋30～50℃Ac3＋50～70℃第二節(jié)鋼的正火保溫時(shí)間：冷卻速度及方式：空冷、風(fēng)冷、霧冷工藝原理：連續(xù)轉(zhuǎn)變工藝特點(diǎn)細(xì)化組織減少先共析組織，避免網(wǎng)狀組織提高強(qiáng)度硬度，保持塑性韌性減弱、消除帶狀組織預(yù)備熱處理、最終熱處理第二節(jié)鋼的正火工藝應(yīng)用：中高碳碳素鋼及合金鋼不重要的中碳結(jié)構(gòu)鋼零件高溫正火工藝參數(shù)加熱速度：同普通正火加熱溫度：Ac3＋100～150℃保溫時(shí)間：同普通正火冷卻速度及方式：同普通正火工藝原理：連續(xù)轉(zhuǎn)變第二節(jié)鋼的正火工藝特點(diǎn)：組織更細(xì)，強(qiáng)硬度更高工藝應(yīng)用：低碳碳素鋼和低碳合金鋼等溫正火：將工件加熱奧氏體化后，采用強(qiáng)制吹風(fēng)等方法快冷到珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)某一溫度并保溫，以獲得珠光體型組織，然后空冷至室溫的正火。工藝參數(shù)加熱速度：同普通正火加熱溫度：同普通正火或高溫正火第二節(jié)鋼的正火保溫時(shí)間：同普通正火等溫溫度：C曲線鼻尖附近溫度等溫時(shí)間：同等溫退火冷卻速度及方式：同普通正火工藝原理：快冷至等溫溫度，等溫轉(zhuǎn)變工藝特點(diǎn)：組織細(xì)小、均勻先共析組織少且細(xì)工藝應(yīng)用：奧氏體穩(wěn)定性較高，C曲線靠右的合金鋼第二節(jié)鋼的正火多重正火：對(duì)工件進(jìn)行兩次及以上正火的

聯(lián)合工藝。工藝原理：由普通正火或（與）高溫正火

組合而成。工藝特點(diǎn)：消除組織粗大、魏氏組織、網(wǎng)

狀先共析組織，并進(jìn)一步細(xì)化組織。工藝應(yīng)用：具有粗大組織的鑄件和鍛件二段正火：將工件加熱奧氏體化后，在靜止空氣中冷卻到Ar1附近轉(zhuǎn)入爐中緩慢冷卻的正火。（正火＋退火）第三節(jié)退火、正火質(zhì)量檢驗(yàn)及常見缺陷質(zhì)量缺陷（組織缺陷、性能缺陷）過熱：工件加熱溫度偏高而使晶粒過度長大，以致力學(xué)性能降低的現(xiàn)象。（完全退火、正火消除）過燒：工件加熱溫度過高而使晶界氧化甚至局部熔化的現(xiàn)象。（報(bào)廢）網(wǎng)狀組織：即網(wǎng)狀鐵素體或網(wǎng)狀滲碳體，降低鋼的力學(xué)性能。（正火消除）反常組織：F先晶界出現(xiàn)粗大Cm或Cm先周圍出現(xiàn)粗大F的現(xiàn)象。（退火消除）第三節(jié)退火、正火質(zhì)量檢驗(yàn)及常見缺陷球化不良：球化不完全，或Cm粒分布不均勻，或Cm粒粗大。（球化退火消除）石墨化（黑斑）：部分滲碳體Cm轉(zhuǎn)變?yōu)槭＃▓?bào)廢）氧化與脫碳：工件表面層C原子氧化，使表面層C%顯著降低的