退火是一種金屬熱處理工藝,，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間,，然后以適宜速度冷卻,。目的是降低硬度，改善切削加工性;消除殘余應(yīng)力,，穩(wěn)定尺寸,，減少變形與裂紋傾向;細化晶粒，調(diào)整組織,，消除組織缺陷,。準(zhǔn)確的說，退火是一種對材料的熱處理工藝,，包括金屬材料,、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統(tǒng)金屬退火存在異同,。
一,、退火工藝
將金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻）,，的熱處理工藝叫做退火,。
退火的實質(zhì)是將鋼加熱到奧氏體化后進行珠光體轉(zhuǎn)變，退火后的組織是接近平衡后的組織,。
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1）降低鋼的硬度,，提高塑性,，便于機加工和冷變形加工；
2）均勻鋼的化學(xué)成分及組織,，細化晶粒,，改善鋼的性能或為淬火作組織準(zhǔn)備；
3）消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化,，以防變形和開裂,。
退火和正火主要用于預(yù)備熱處理，對于受力不大,、性能要求不高的零件,，退火和正火也可作為最終熱處理。
?。?、退火方法的分類
常用的退火方法，按加熱溫度分為： 臨界溫度（Ac1或Ac3）以上的相變重結(jié)晶退火：*退火,、擴散退火,、不*退火、球化退火,。
臨界溫度（Ac1或Ac3）以下的退火：再結(jié)晶退火,、去應(yīng)力退火。
3,、*退火
工藝：將鋼加熱到Ac3以上20~30℃,，保溫一段時間后緩慢冷卻（隨爐）以獲得接近平衡組織的熱處理工藝（*奧氏體化）。
*退火主要用于亞共析鋼（wc=0.3~0.6%）,，一般是中碳鋼及低,、中碳合金鋼鑄件、鍛件及熱軋型材,，有時也用于它們的焊接件,。低碳鋼*退火后硬度偏低，不利于切削加工,；過共析鋼加熱至Accm以上奧氏體狀態(tài)緩慢冷卻退火時,，F(xiàn)e3CⅡ會以網(wǎng)狀沿晶界析出,，使鋼的強度、硬度,、塑性和韌性顯著降低,，給最終熱處理留下隱患。
目的：細化晶粒,、均勻組織,、消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度和改善鋼的切削加工性,。 亞共析鋼*退火后的組織為F+P,。實際生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)率,，退火冷卻至500℃左右即出爐空冷。
4,、等溫退火
*退火需要的時間長,，尤其是過冷奧氏體化比較穩(wěn)定的合金鋼。如將奧氏體化后的鋼較快地冷至稍低于Ar1溫度等溫,，是A轉(zhuǎn)變?yōu)镻,，再空冷至室溫，可大大縮短退火時間,，這種退火方法叫等溫退火,。
工藝：將鋼加熱到高于Ac3(或Ac1)的溫度，保溫適當(dāng)時間后,，較快冷卻到珠光體區(qū)的某一溫度,，并等溫保持，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w,，然后空冷至室溫的熱處理工藝,。
目的：與*退火相同，轉(zhuǎn)變較易控制,。
適用于A較穩(wěn)定的鋼：高碳鋼（wc>0.6％）,、合金工具鋼、高合金鋼(合金元素的總量>10％),。等溫退火還有利于獲得均勻的組織和性能,。但不適用于大截面鋼件和大批量爐料，因為等溫退火不易使工件內(nèi)部或批量工件都達到等溫溫度,。
二,、不*退火
工藝：將鋼加熱到Ac1~Ac3(亞共析鋼)或Ac1~Accm(過共析鋼)經(jīng)保溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。
主要用于過共析鋼獲得球狀珠光體組織,，以消除內(nèi)應(yīng)力,，降低硬度,，改善切削加工性。球化退火是不*退火的一種,。
三,、球化退火
使鋼中碳化物球狀化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝,。
工藝：加熱至Ac1以上20~30℃溫度,，保溫時間不宜太長，一般以2~4h為宜,，冷卻方式通常采用爐冷,，或在Ar1以下20℃左右進行較長時間等溫。
主要用于共析鋼和過共析鋼,，如碳素工具鋼,、合金工具鋼、軸承鋼等,。過共析鋼經(jīng)軋制,、鍛造后空冷的組織是片層狀的珠光體與網(wǎng)狀滲碳體，這種組織硬而脆,，不僅難以切削加工,，在以后的淬火過程中也容易變形和開裂。球化退火得到球狀珠光體,，在球狀珠光體中,，滲碳體呈球狀的細小顆粒，彌散分布在鐵素體基體上,。球狀珠光體與片狀珠光體相比,，不但硬度低，便于切削加工,，而且在淬火加熱時,，奧氏體晶粒不易粗大，冷卻時變形和開裂傾向小,。如果過共析鋼有網(wǎng)狀滲碳體存在時,，必須在球化退火前采用正火工藝消除，才能保證球化退火正常進行,。
目的：降低硬度,、均勻組織、改善切削加工性為淬火作組織準(zhǔn)備,。 球化退火工藝方法很多,，主要有：
a)一次球化退火工藝：將鋼加熱到Ac1以上20~30℃，保溫適當(dāng)時間,，然后隨爐緩慢冷卻,。要求退火前原始組織為細片狀珠光體,，不允許有滲碳體網(wǎng)存在。
b)等溫球化退火工藝：將鋼加熱保溫后,，隨爐冷卻到略低于Ar1的溫度進行等溫（一般在Ar1以下10~30℃）,。等溫結(jié)束后隨爐緩冷到500℃左右即出爐空冷。有周期短,，球化組織均勻,，質(zhì)量易控等優(yōu)點。
c)往復(fù)球化退火工藝,。
三,、擴散退火（均勻化退火）
工藝：將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫,，然后緩慢冷卻以消除化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象的熱處理工藝,。
目的：消除鑄錠在凝固過程中產(chǎn)生的枝晶偏析及區(qū)域偏析，使成分和組織均勻化,。
擴散退火的加熱溫度很高,，通常為Ac3或Accm以上100~200℃，具體溫度視偏析程度及鋼種而定,，保溫時間一般為10~15小時。擴散退火后需*退火及正火處理,，以細化組織,。應(yīng)用于一些優(yōu)質(zhì)合金鋼及偏析較嚴(yán)重的合金鋼鑄件及鋼錠。
四,、去應(yīng)力退火
工藝：將鋼件加熱至低于Ac1的某一溫度（一般為500~650℃）,，保溫，然后隨爐冷卻,。去應(yīng)力退火溫度低于A1,，因此去應(yīng)力退火不引起組織變化。
目的：消除殘余內(nèi)應(yīng)力,。
五,、再結(jié)晶退火
再結(jié)晶退火又稱中間退火，是把冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上保持適當(dāng)時間,，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻容S晶粒而消除加工硬化和殘余應(yīng)力的熱處理工藝,。
再結(jié)晶現(xiàn)象的產(chǎn)生，首先必須有一定量的冷塑性變形,，其次必須加熱到一定溫度以上,。發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最、低溫度稱為最,、低再結(jié)晶溫度,。一般金屬材料的最,、低再結(jié)晶溫度為：
T再=0.4T熔
再結(jié)晶退火的加熱溫度應(yīng)比最、低再結(jié)晶溫度高100~200℃（鋼材的最,、低再結(jié)晶溫度為450℃左右）,，適當(dāng)保溫后緩慢冷卻。
六,、退火方法的選用
再結(jié)晶退火的加熱溫度應(yīng)比最,、低再結(jié)晶溫度高100~200℃（鋼材的最、低再結(jié)晶溫度為450℃左右）,，適當(dāng)保溫后緩慢冷卻,。
退火方法的選用一般有以下幾個原則：
1）亞共析組織的各種鋼一般選用*退火，為了縮短退火時間,，可以選用等溫退火,；
2）過共析鋼一般選用球化退火，要求不高時,，可以選用不*退火,。工具鋼、軸承鋼常選用球化退火,。低碳鋼或中碳鋼的冷擠壓件和冷鐓件有時也用球化退火,；
3）為了消除加工硬化，可以選用再結(jié)晶退火,；
4）為了消除各種加工過程中所引起的內(nèi)應(yīng)力,，可以選用去應(yīng)力退火；z 有些高級優(yōu)質(zhì)合金鋼的大型鑄鋼件,，為了改善組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的不均勻性,，常選用擴散退火。
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