概述

       退火是一種金屬熱處理工藝，包括將金屬緩慢加熱到一定溫度，并保持足夠的時間，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s。其目的是降低硬度、提高可加工性、消除殘余應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸、減少變形和裂紋傾向、細(xì)化晶粒、調(diào)整微觀結(jié)構(gòu)、消除組織缺陷等。準(zhǔn)確地說，退火是金屬材料和非金屬材料的熱處理過程。不銹鋼產(chǎn)品也會需要退火工藝。

       1、退火的目的

     （1）降低硬度，提高可加工性；

     （2）消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形和裂紋傾向；

     （3）細(xì)化晶粒，調(diào)整結(jié)構(gòu)，消除組織缺損；

     （4）均勻材料組織和成分，改善材料性能或?yàn)楹笃跓崽幚碜鰷?zhǔn)備。

       退火工藝廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。退火規(guī)范因待退火工件的用途而異，如完全退火、球化退火、消除應(yīng)力退火等。

       2、退火工藝

       最高加熱溫度（退火溫度）是退火過程中最重要的參數(shù)之一。大多數(shù)合金的退火溫度是根據(jù)合金系統(tǒng)的相圖選擇的，就像碳鋼是根據(jù)鐵碳平衡圖選擇的一樣。由于不同的退火目的，不同鋼材（包括碳鋼和合金鋼）的退火溫度低于Ac3以上、Ac1以上或Ac1以下。                                        

       3、再結(jié)晶退火

       再結(jié)晶退火用于平衡加熱和冷卻期間發(fā)生固相轉(zhuǎn)變（再結(jié)晶）的合金。退火溫度低于或高于相變溫度范圍。加熱和冷卻都很慢。合金在加熱和冷卻過程中分別發(fā)生相變再結(jié)晶，因此稱為再結(jié)晶退火，通常稱為退火。這種退火方法通常用于鋼。

       4、再結(jié)晶退火工藝及分類

       再結(jié)晶退火過程包括將鋼緩慢加熱至高于Ac3（共晶鋼）或Ac1（共析鋼或過共析鋼）的30°C~50°C，保持適當(dāng)時間，然后緩慢冷卻。加熱過程中產(chǎn)生的珠光體（或先共析鐵素體或滲碳體）轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體（第一次相變再結(jié)晶）；相反，第二相轉(zhuǎn)變在冷卻過程中發(fā)生再結(jié)晶，形成珠光體（或先共析鐵素體或滲碳體），具有更細(xì)的晶粒、更厚的層和均勻的微觀結(jié)構(gòu)。高于Ac3（亞共析鋼）的退火溫度允許鋼完全再結(jié)晶，稱為完全退火。退火溫度在Ac1和Ac3之間（半均勻鋼）或Ac1和Acm之間（過共析鋼），導(dǎo)致鋼的部分再結(jié)晶，稱為不完全退火。這是一種退火過程，其中鐵碳合金加熱至Ac1-Ac3之間的溫度，以實(shí)現(xiàn)不完全奧氏體化，然后緩慢冷卻。不完全退火主要用于中、高碳鋼和低合金鋼鍛件。其目的是細(xì)化組織并降低硬度。加熱溫度為Ac1+（40-60）°C，保溫后緩慢冷卻。

       5、等溫退火

       等溫退火是一種控制冷卻退火方法，適用于鋼和某些有色金屬合金，如鈦合金。就鋼而言，緩慢加熱至略高于Ac3（亞共析鋼）或略高于Ac1（共析鋼和過共析鋼）的溫度。經(jīng)過一段時間的保溫后，鋼被奧氏體化，然后迅速移入另一個溫度略低于A1的爐中。保持等溫溫度，直到奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝钪楣怏w（亞共析鋼和先共析鐵素體；過共析鋼和先共析滲碳體）。最后，它以任何速度冷卻（通常爐在空氣中冷卻）。

       6、均勻化退火

       均勻化退火，也稱為擴(kuò)散退火，是對不銹鋼和有色金屬合金（如錫青銅、硅青銅、白銅、鎂合金等）的鑄錠或鑄件進(jìn)行的一種退火方法。鑄錠或鑄件加熱至低于合金固相線溫度的更高溫度，并長期保存，然后慢慢冷卻下來。均勻化退火導(dǎo)致合金中元素的固態(tài)擴(kuò)散，以減少化學(xué)成分的不均勻性（偏析），主要是減少晶粒尺寸內(nèi)的化學(xué)成分不均勻性（晶內(nèi)偏析或枝晶偏析）。為了加速合金元素的擴(kuò)散和縮短保溫時間，均勻化退火溫度很高。合金鋼的均勻化退火溫度遠(yuǎn)高于Ac3，一般為1050℃～1200℃。有色合金鑄錠均勻化和退火的溫度通常為“0.95×固相線溫度（K）”。均化退火加熱溫度高，保溫時間長；因此，熱能消耗很大。

       7、球化退火

       球化退火是一種僅適用于鋼的退火方法。將鋼加熱至略低于或略高于Ac1的溫度，或?qū)囟戎芷谛缘馗哂诨虻陀贏1，然后緩慢冷卻。目的是將珠光體中的片狀滲碳體和先共析滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚍植荚阼F素體基體中的球晶（這種結(jié)構(gòu)稱為球化珠光體）。具有這種結(jié)構(gòu)的中碳鋼和高碳鋼具有低硬度、良好的機(jī)械加工性能和大的冷變形能力。對于工具鋼，這種結(jié)構(gòu)最適合淬火。

       8、消除應(yīng)力退火

       應(yīng)力消除退火是將工件加熱到Ac1以下的合適溫度（500~600°C的非合金鋼）。保溫后用爐冷卻的熱處理過程稱為消除應(yīng)力退火。無應(yīng)力加熱溫度低，消除了退火過程中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。主要用于毛坯和機(jī)加工零件。其目的是消除毛坯和零件中的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定工件的尺寸和形狀，減少切削過程和使用中的變形和開裂傾向。