钢的退火

目的

退火的目的是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

退火与正火是应用非常广泛的热处理．在机械零件或工量模具等工件的制造过程中，通常作为预先热处理工序，安排在铸造或锻造之后、切削粗加工之前，用以消除前一工序(锻、铸、冷加工等)所造成的某些缺陷，并为随后的工序(热处理、拉拔等)做好准备。例如车床主轴零件用45钢制造，为了消除锻造留下的内应力．有利于切削加工，调整组织，便于后续热处理工艺，往往在锻造后选用正火。

退火就是将钢加热到一定温度．保温一定时间，然后随炉一起缓慢冷却下来，以得到稳定组织的一种热处理方法。

退火目的

①细化晶粒，均匀钢的组织及成分．改善钢的性能或为随后的热处理作好组织准备。

②降低钢的硬度，提高塑性。以利于切削加工及冷变形加工。

③消除在前一工序(如锻造、轧制、铸造等)中所产生的内应力。防止变形和开裂。

退火方法

①完全退火。

将钢加热至Ac。以上30℃～50。(’．完全奥氏体化后保温一段时间，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的工艺称为完全退火。

完全退火又称重结晶退火，在加热过程中．钢的组织全部转变为奥氏体，而在冷却过程奥氏体又转变为细小而均匀的平衡组织(珠光体 铁素体)，从而降低钢的硬度，细化了钢的晶粒．提高了塑性，充分消除了内应力。

完全退火主要适用于亚共析钢，用于锻、轧、铸、焊等热加工后的钢件毛坯，退火后的组织为铁素体和珠光体。

低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至Ac。以上奥氏体状态在缓慢冷却时．将沿晶界析出网状二次渗碳体，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。

②球化退火。

将钢加热至AC，以上20℃～30℃．保温一段时间，以不大于50℃/h的冷却速度冷却下来的二艺称为球化退火。

球化退火的目的在于使过共析钢获得球状珠光体。弥散分布在铁素体基体之内的混合物。球状珠光体与片状珠光体比较，硬度较低，切屑易于断开，便于切削加工，并且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时工件变形、开裂倾向小。

球化退火主要用于制造刀具、量具、模具等的共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢。主要目的是降低硬度，改善切削加工性．并为淬火作好组织准备。

若钢的原始组织中有网状渗碳体或其他组织缺陷时，应先用正火消除后再球化退火 。

退火状态退火废品的产生原因和消除办法

退火常见的工艺废品有性能不合格、晶粒粗大及板面油斑三种，其产生原因和消除办法如下：

1、性能不合格。

产生原因：料卡不符；未正确执行工艺；设备过程故障。

消除办法：料卡一致，方可装炉退火；严格执行退火工艺；加强巡检，及时发现问题。

2、晶粒粗大

产生原因：加热速度慢；退火温度不理想；保温时间过长。

消除办法：对于3A21合金，采用高温、快速、短时退火工艺。

退火状态退火的一般原理

冷变形铝及铝合金加热，会发生回复与再结晶过程，其驱动力是冷变形储能，即冷变形后的自由能增量。加热时，金属的组织结构将向平衡状态转化。使冷变形金属向平衡状态转变的热处理称为退火。

在退火温度低、退火时间短时，冷变形金属发生的主要过程为回复。

从某一温度开始，冷变形铝及铝合金显微组织发生明显变化，在放大倍数不太大的光学显微镜下也能观察到新生的晶粒，这种现象称为再结晶。

再结晶晶粒形成后，若继续延长保温时间或提高加热温度，再结晶晶粒将粗化。

退火方式包括热退火、冷退火、完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。

(1)热退火：用于容易产生钢锭裂纹的钢种，脱锭后红热钢锭入炉，炉温800～900℃。

(2)冷退火：可改善钢锭内粗大和不均的铸态组织，消除内应力和降低钢锭硬度，便于清除表面缺陷。钢锭人炉温度低于300℃。

(3)完全退火与等温退火：完全退火又称重结晶退火，一般用于亚共析成分的各种碳钢与合金钢钢锭或铸件的最终热处理，或作为某些重要品种的预先热处理。

完全退火操作是将亚共析钢件加热至A^e3以上20～40℃，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500℃以下，在空气中冷却至常温。

含碳量较低的半马氏体钢大钢锭、马氏体钢、含碳量高的过共析钢和莱氏体钢钢锭则需进行退火处理。有些钢种则是小锭不需退火，而大钢锭需要退火，如T10～T13大于1100kg的钢锭，30～35CrMnSi大于1600kg的钢锭才需要退火。钢锭退火分热送退火和冷送退火两种。热送退火是钢锭脱模后趁红热状态装入炉温在650～700℃以上的退火炉退火;适用于对裂纹特别敏感的马氏体钢等，如3Cr2W8V，30～37CrNi3，25Cr2MoV等。冷送退火是钢锭经模冷或坑冷后，在较短时间(一般不超过3天)内装退火炉退火;适合于裂纹倾向较小的半马氏体钢、马氏体钢小钢锭，如Cr12MoV，W9Mo3Cr4V，20Cr2Ni4等。钢锭的退火制度依钢种性质和用户订货要求确定。