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退火

2023-03-15 13:35自然百科人已围观

[拼音]：tuihuo

[外文]：annealing

将工件加热到适当温度，保温后随炉缓慢冷却的金属热处理工艺。退火的目的是获得接近平衡状态的珠光体组织。退火的作用主要是：

（1）改善或消除钢铁在铸造、轧制、锻造和焊接过程中所造成的各种组织缺陷；

（2）细化晶粒，改善钢中第二相的分布和形态，为最终热处理作好组织准备；

（3）消除内应力；

（4）降低硬度，改善组织，便于切削加工。常用的退火工艺有完全退火、球化退火、等温退火、再结晶退火、石墨化退火、扩散退火和去应力退火等。

完全退火

中、低碳钢经过铸造、锻压和焊接等加工后，经常出现粗大的过热组织，这种组织的力学性能不佳，也不利于后续的热处理。为了使组织细化，可将工件加热到A_c₃（见钢铁显微组织）以上30～50℃，保温一段时间，使原有的铁素体组织全部转变为奥氏体，然后随炉缓慢冷却（冷却速度为每小时 50～200℃）。在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。

球化退火

过共析工具钢和轴承钢锻压后的组织中，珠光体为片层状，硬度偏高，不易切削加工。如使珠光体中的片层状渗碳体变为球状，不仅可以降低硬度，而且可以为后续热处理作好组织上的准备。为了达到这一目的，可进行球化退火。即将工件加热到A_c₁以上20～40℃，保温后缓慢冷却。

等温退火

有些镍、铬含量较高的合金结构钢，锻造后的组织为马氏体，硬度很高，无法进行切削加工。为了降低硬度，要进行等温退火。等温退火的温度，对亚共析钢为A_c₃以上30～50℃，对共析钢或过共析钢为A_c₁以上20～40℃，保温后十分缓慢地冷却。但这一点在实际生产中很难实现，而且工艺周期太长，很不经济。为了缩短时间，一般先以较快的速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，在这个温度再保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。

再结晶退火

金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中，会因硬度升高、塑性下降而产生加工硬化现象，难以继续加工。为了能继续进行冷拔和冷轧，生产出细丝或薄板，需要进行再结晶退火。再结晶退火时，加热温度一般为A_c₁以下-50～150℃，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。这个最低温度称为再结晶温度。金属化学成分不同，再结晶温度也不同。

石墨化退火

可锻铸铁铸件的铸造状态是白口铁，组织中含有大量渗碳体。为了使它变成塑性良好的可锻铸铁，必须进行可锻化（石墨化）退火。工艺操作是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解，形成团絮状石墨。根据对出土文物的分析，中国远在春秋战国时期就已采用这种方法制造农具。

有些灰口铸铁的铸件，在铁水凝固过程中，表面冷却速度较大，出现硬而脆的白口层，无法切削加工。将这种铸件加热到900℃左右保温，使渗碳体分解后缓冷，表层组织即可变得同灰口铸铁一样，使硬度大大下降。

扩散退火

合金铸件化学成分一般不够均匀，这会影响使用性能。需要进行高温加热使其成分扩散均匀。方法是在不发生熔化现象的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，例如A_c₃或公式符号以上150～200℃，并长时间（通常为10～20小时）保温。在这种条件下，合金中的各种元素即发生扩散而趋于均匀分布，然后缓冷。这种退火工艺保温时间很长，只用于比较重要的合金铸件。