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钢的退火和正火
退火和正火都是将钢件加热到适当温度,保持一定时间,然后以较慢速度冷却的热处理工艺方法。两者的不同之处主要在于退火一般为随炉冷却,正火是在空气中冷却。
1.1退火
退火是将钢件加热到一定温度,并保温一定时间,然后进行缓慢冷却的热处理工艺。
(1)退火的目的
①降低硬度,改善工件的切削加工性能;
②消除残余应力,防止工件的变形与开裂;
③细化晶粒,改善组织,以提高钢的力学性能,并为最终热处理做好组织上的准备。
(2)退火的分类与应用
根据钢的化学成分和退火目的不同,退火常分为完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火、再结晶退火和去应力退火等。
①完全退火
完全退火是将钢件加热到完全奥氏体化温度(A
c3
以上30
℃
~50℃)后,保温一段时间,然后随炉缓冷至550℃以下出炉空冷,以获得接近平衡组织的热处理工艺。
完全退火主要用于亚共析钢的铸件、锻件、热轧型材和焊接结构件的热处理,过共析钢不宜采用,因为将过共析钢件加热到A
ccm
以上温度进行完全奥氏体化后,在随后的缓冷过程中,会沿奥氏体晶界析出网状的二次渗碳体,使钢的强度和韧性降低。
②等温退火
等温退火是将钢件加热到A
c3
(或A
c1
)以上温度,保温一定时间后,以较快的速度冷却到A
r1
以下某一温度并进行等温,使奥氏体转变为珠光体型组织,然后缓慢冷却的热处理工艺。
等温退火与完全退火的目的相同,但等温退火可以通过控制等温温度,获得所需组织和性能。等温退火一般应用于奥氏体比较稳定的合金钢退火,与完全退火相比,等温退火可以大大缩短退火时间,而且退火效果也比完全退火好得多。下图为高速钢完全退火与等温退火工艺的比较,可以看出等温退火时间明显缩短。
③球化退火
球化退火是将共析钢或过共析钢加热到A
c1
以上20
℃
~30℃,保温一定时间后,随炉缓冷至550℃以下出炉空冷,以获得颗粒状碳化物的热处理工艺。
球化退火主要用于共析或过共析成分的碳钢及合金钢。因为这些钢经热轧、锻造后,组织中常出现粗片状的珠光体和二次渗碳体,使钢的切削加工性能变差,且淬火时易发生变形和开裂。采用球化退火可使珠光体中的片状渗碳体和网状的二次渗碳体球化,变成颗粒状的渗碳体。这种在铁素
体基体上均匀分布着颗粒状渗碳体的组织,称为球状珠光体
。
对于存在严重网状二次渗碳体的钢,可先进行一次正火处理,将渗碳体网颗粒化,再进行球化退火处理。
④均匀化退火
均匀化退火又称扩散退火,它是将铸锭、铸件或锻坯加
钢铁材料热处理知识