退火的種類

　　1.完全退火和等溫退火完全退火又稱重結(jié)晶退火，一般簡(jiǎn)稱為退火，這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。一般常作為一些不重工件的最終熱處理，或作為某些工件的預(yù)先熱處理。

　　2.球化退火球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼(如制造刃具，量具，模具所用的鋼種)。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好準(zhǔn)備。

　　3.去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火又稱低溫退火(或高溫回火)，這種退火主要用來消除鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘余應(yīng)力。如果這些應(yīng)力不予消除，將會(huì)引起鋼件在一定時(shí)間以后，或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。

　　退火與正火

　　1.鋼的退火將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時(shí)間，然后使它慢慢冷卻，稱為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發(fā)生相變或部分相變的溫度，經(jīng)過保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細(xì)化晶粒，提高鋼的力學(xué)性能，減少殘余應(yīng)力；同時(shí)可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，又為后續(xù)工序作好準(zhǔn)備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱預(yù)先熱處理。

　　2.鋼的正火正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體，對(duì)于亞共析鋼正火可細(xì)化晶格，提高綜合力學(xué)性能，對(duì)要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟(jì)的。

　　完全退火處理完全退火處理係將亞共析鋼加熱至Ac3溫度以上30~50℃、過共析鋼加熱至Ac1溫度以上50℃左右的溫度范圍，在該溫度保持足夠時(shí)間，使成為沃斯田體單相組織(亞共析鋼)或沃斯田體加上雪明碳體混合組織后，在進(jìn)行爐冷使鋼材軟化，以得到鋼材******之延展性及微細(xì)晶粒組織。

　　鑄鐵之弛力退火處理幾乎所有的鑄件在冷卻過程中都會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，在熱處理過程中，特別正常化處理和退火處理之后均會(huì)成內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力發(fā)生的主要原因在於鑄件的內(nèi)部肉厚不同，在急速冷卻過程中由於熱降的差異發(fā)生，肉厚不同會(huì)使每一個(gè)不分的收縮各異，因而引起了所謂內(nèi)應(yīng)力，冷的部分具有較高的潛變長(zhǎng)度，而熱的部分其長(zhǎng)度較低，故熱的部分就會(huì)在冷的部分收縮后形成熱點(diǎn)造成部份的變形，變形部分之強(qiáng)度，隨著變形度的增加而提高，最后再不能進(jìn)一步變形時(shí)，鑄件內(nèi)部形成某種程的彈性應(yīng)力，甚至塑性應(yīng)變，即為內(nèi)應(yīng)力，此應(yīng)力幾乎可高達(dá)與抗拉強(qiáng)度等值，一且由於任何外在的原因使局部應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，此類鑄件很容易因而造成破裂，熱處理是消除內(nèi)應(yīng)力最重要的一種方法，主要程序是升高溫度，令所有鑄建在非常均勻而緩慢的情況下，加熱及冷卻。

　　退火溫度的高低，主要視鑄件的組成部分，以及必須消的強(qiáng)度量而定，甚至必須考慮組織的可能變化，最適合的退火溫度可大致歸納如下：對(duì)非合金性的鑄鐵而言，約在500~575℃之間，對(duì)於低筋性的鑄鐵而言，大約在550~600℃之間，對(duì)高合金鑄鐵而言則在600~650℃之間，爐內(nèi)的溫度分布，必須儘可能的均勻以避免存在溫度梯度，不論任何情況下，用於退火的火焰或熱氣體，不能直接噴向鑄件，以避免在加熱的時(shí)候，薄壁的部分在次引起熱應(yīng)力，而增加殘留應(yīng)力的存在量，進(jìn)而引起破裂，在到達(dá)退火溫度后的第一小時(shí)內(nèi)大部分的內(nèi)應(yīng)力均會(huì)消除，則視鑄件的厚薄而定，一般而言鑄件厚度每增加25mm必須增加一小時(shí)的退火時(shí)間。

　　鑄鐵之軟化退火處理灰鑄鐵與球狀石墨鑄鐵軟化退火，事實(shí)上是一種針對(duì)碳化物分解的熱處理，對(duì)非合金性及低合金鑄鐵而言，鐵碳所形成的碳化物并非是一種穩(wěn)定相，在高溫中經(jīng)過一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間，碳化物分解成為石墨、肥力鐵或沃斯田鐵，此類分解過程就是一般所謂的軟化熱處理，同時(shí)也是製造展性鑄鐵的主要程序，灰鑄鐵裡的碳化物主要分兩類，第一類是在凝固過程中形成的共晶碳化物(Eutectic Carbide)，一般稱之為自由碳化物(Free Carbide)。軟化處理主要分成兩個(gè)步驟，及第一段石墨化及第二段石墨化，共晶碳化物之分解為第一段石墨化，波來鐵分解為肥力鐵與石墨之步驟為第二段石墨化。圖2-2所示為軟化處理時(shí)間-溫度曲線，如果波來鐵分解時(shí)予以非常緩慢的冷卻，則同時(shí)可達(dá)到弛力退火的效果。

　　第一段石墨化處理的目的在於消除共晶雪明碳鐵，因此當(dāng)灰鑄鐵或者球狀石墨鑄鐵，再凝固過程中，石墨形成不完全，大部分都會(huì)形成共晶雪明碳鐵，在鑄件的角落和銳邊處，由於冷卻速率較快，或以金屬模鑄造時(shí)激冷效果均會(huì)產(chǎn)生共晶雪明碳鐵，另當(dāng)硅的含量不夠，或接種的處理不良都會(huì)產(chǎn)生硬點(diǎn)，或形成碳化物，如果鑄鐵內(nèi)具碳化物的穩(wěn)定元素，儒Cr、V或太高之錳含量時(shí)，也會(huì)形成相同的結(jié)果，如果是由於成分的配合不恰當(dāng)，晶界形成共晶碳化物，則鑄件的肉原對(duì)碳化物之形成不會(huì)產(chǎn)生之影響，此類碳化物在某一個(gè)溫度范圍內(nèi)相當(dāng)?shù)牟环€(wěn)定，其分解速度隨著溫度的降低而急速的減小，且隨著溫度的升高而急速的增加。第一段石墨化的溫度不宜太低，其溫度范圍大約在850℃至950℃之間，對(duì)球狀石墨鑄鐵而言，由於需要較高的韌性，因此溫度不宜超過920℃，以免發(fā)生沃斯田鐵初晶，退火的時(shí)間必須加長(zhǎng)，退火時(shí)間的長(zhǎng)短不僅由退火溫度來決定，同時(shí)需考慮鑄鐵的種類成分，甚至要考慮碳化物的種類，一般而言退火時(shí)間可由2~15小時(shí)，為了避免脫碳，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)上的效益，退火時(shí)間應(yīng)儘可能地縮短，石墨化元素如硅及微量的銅可加速雪明碳鐵的分解，而碳化物的穩(wěn)定元素，如鉻、鋁、銅，在正常情況下會(huì)嚴(yán)重地延遲石墨化的時(shí)間。

　　第二段石墨化處理的目的是消除或減少波來鐵，其主要作用在於分解波來鐵，或者經(jīng)過第一段石墨化處理后，在冷卻過程中，防止波來鐵的再形成，第二段石墨化處理應(yīng)與第一段石墨化裡共同進(jìn)行，假如無共晶碳化物存在，也可單獨(dú)進(jìn)行，主要的執(zhí)行步驟，是在變態(tài)溫度以下非常緩慢的冷卻，或者在變態(tài)溫度以下保持一段時(shí)間，對(duì)球狀石墨鑄鐵而言，肥粒鐵化后的組織對(duì)性質(zhì)有非常大的影響，對(duì)灰鑄鐵而言，肥粒鐵系的組織單使材料變軟而已，雪明碳鐵的分解速率隨著溫度之增加而增加，此現(xiàn)象與第一段石墨化處理結(jié)果相似。溫度超過變態(tài)溫度范圍，則有部分的組織發(fā)生沃斯田鐵化，冷卻時(shí)，可在次形成波來鐵，當(dāng)溫度超過600℃ 時(shí)，波來鐵分解非常迅速。直到其完全分解為止，退火時(shí)間需要8至12小時(shí)，當(dāng)溫度超過某一臨界點(diǎn)時(shí)，此肥粒鐵的生長(zhǎng)速率會(huì)得到相反的效果，可見要完全成肥粒鐵化所需要的退火時(shí)間在4~24小時(shí)之間，溫度則在680~740℃之間。