等温退火操作过程

等温退火的操作过程，大致可以分成如下几个步骤 ：

（1）将钢加热到临界温度以上（亚共折钢在

（2）将已经加热好的钢，放入另一温度稍低于

（3）钢钢转变完成之后，可以取出气冷、油冷甚至水冷，但一般皆用气冷。

等温退火的操作示意曲线如图1所示。钢经等温退火后，可以降低硬度、改善组织和消除气体。

退火，就是把钢加热到临界温度（

退火的目的主要在于软化钢料以便于进行切削加工；消除内应力以防止工件弯曲变形；细化晶粒，改善组织以改善钢的加工性能；去除气体，以避免白点的形成等等。

由于钢的成分的不同，退火的目的不同。其处理方法也往往不同。常用的有所谓完全退火、不完全退火、扩散退火、球化退火、消除应力退火等。等温退火是用来代替完全退火和不完全退火的新的退火方法，处理后所得到的组织和性能彼此也很相似，但是处理所需要的时间，常常可以大大缩短。

为了使钢在等温退火后，获得预期的效果，在操作时应该注意下述几点 ：

（1）等温退火的加热温度，应该根据钢的成分、技术要求和原始状态来确定。亚共析钢都采用完全退火的加热温度（加热温度在

（2）一般说来，加热速度对钢退火后的结果影响不大，但也不宜过快。其加热时问：碳素钢可用1.5~1.8分钟/毫米，合金钢则用1.8~2.0分钟/毫米的厚度来计算，而对高合金钢则以100~200℃/小时的速度加热到高温。钢的保温时间，通常以钢的加热时间的

（3）钢件退火的装炉量往往很大，为了保证工件加热均匀，避免发生加热不足或过热等现象，在装料时，尽可能选择尺寸大小、厚薄相同的工件，在同一炉中进行退火。当工件尺寸较大、装炉量较多时，入炉后，当温度升到500~650℃时，应该保持一定的时间（碳素钢和低合金钢可为1~2小时，高合金钢可为3~4小时），以使炉内各处工件加热均匀。

（4）工件在

（5）工件经等温保持已经转变完成之后，出炉后的冷却方式，对钢的性能没有什么影响。但考虑到，水冷或油冷可能使工件产生较大的热应力而使工件弯曲变形，而且其操作过程相当繁重。如采用炉冷，则炉子的生产率将大大降低，故通常皆用气冷。这样，既不会降低炉子的生产率，又不致于产生过大的内应力而引起工件变形，同时操作过程也很简便。但是，应该指出，对于防止白点形成的等温退火，在等温保持之后，一定要炉冷，而且要缓慢冷却到100℃左右方可出炉。2100433B

钢件加热到高于Ar₃(或Ar₁)的温度，保持适当时间后，较快地冷却到珠光体转变温度区间的某一温度，并等温保持使奥氏体转变为珠光体型组织，然后在空气中冷却的退火工艺称为等温退火。与相同成分钢比较完全退火必须缓冷才能保证在预期的过冷度下进行珠光体转变，所以工艺周期很长，但是等温退火是钢奥氏体化后快冷到Ar₁--(30-40)℃的温度在炉中进行等温分解，故可大大缩短工艺时间。所以等温退火可作为完全退火、不完全退火、球化退火的重要工艺改进的途径。

等温退火的加热温度与完全退火或球化退火相同，等温分解温度由钢材所需硬度决定，一般选择Ar₁--(30~100)℃，等温保温时间包括等温转变曲线上规定的组织转变间与钢材截面降到等温温度时的均温透冷时间。

等温退火工艺周期短，沿截面组织比较均匀一致，因此特别适于大件及合金钢件的退火。在其退火过程伴随着扩氢退火。

等温退火工艺工艺参数

加热温度：视对组织的要求而定,可与完全退火相同或与球化退火加热温度相同（Ar₃~Ar₁）。

等温温度：由钢材成分及退火后硬度要求而定。

等温冷却：可空冷到室温,大件需要缓冷到<500℃空冷。

等温退火工艺组织性能变化

细化晶粒、降低硬度、提高塑性,去除内应力,可按工艺要求获得片状或粒状珠光体。 2100433B

可以代替完全退火，主要用于合金钢。在钢材生产或加工的各个阶段，都可以利用等温退火，如高合金模具钢的钢锭或热轧钢坯，当自由冷却到室温时，容易出现裂纹，在这种情况下，可将热的钢锭或钢坯放到温度为700℃左右的等温退火炉中（该温度相当于钢的珠光体转变温度），转变完成以后再自由地冷却到室温。模具用合金渗碳钢常进行等温退火。

等温退火工艺的三个阶段为：奥氏体化加热和保温，快冷至等温温度并保持一定时间，出炉空冷。奥氏体化温度除与钢种有关外，还必须根据技术要求和钢的原始组织来调整。

1.较高的奥氏体化温度可以促进形成层状组织，较低的奥氏体化温度容易得到球化体，奥氏体化后钢的等温温度应根据最终欲获得的性能，从该钢种的等温转变图来确定。

2.等温温度距A₁越近，所获得珠光体的层片越粗（钢的硬度越低）；距A₁越远，则珠光体的层片越细（钢的硬度越高）。所以，为了得到最软的组织，可采用较低的奥氏体化温度和较高的等温温度。

3.选择等温温度时还需考虑过冷奥氏体完成珠光体转变的时间，也就是应尽量选择所需时间较短而又能获得所需硬度的等温温度。钢在等温温度所保持的时间较长，可以保证过冷奥氏体的转变完全，尤其是截面较大的钢材更应如此。因为从奥氏体化温度冷却时必须经过一段时间，钢的心部才能冷至等温温度。

4.等温后其组织转变完成，此时钢材从炉中取出，无论用什么冷却方法，其组织都不会再有变化。不过冷却速度太大，钢材可能因受应力而发生变形，所以通常多在空气中冷却。退火时，对于温度的控制和准确性，都必须有较高的要求。