工艺第62章钢的退火与正火.ppt

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1、第二章钢的退火与正火常用的热处理工艺分为两大类：预备热处理目的：消除坯料、半成品中的某些缺陷，为后续冷加工，最终热处理作组织准备。最终热处理目的：使工件获得所要求的性能。一、钢的退火的定义、目的和分类1、定义：将钢件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。2、退火的目的（1）均匀化学成分；（2）改善机械性能及工艺性能；（3）消除或减少内应力；（4）为最终热处理作好组织准备。3、退火工艺的分类按加热温度分为两类：一类是在临界温度（Ac1或Ac3）以上的退火，包

2、括完全退火、不完全退火、扩散退火和球化退火等；另一类是在临界温度以下的退火，包括软化退火、再结晶退火及去应力退火等。第二章钢的退火与正火各种退火工艺示意图第二章钢的退火与正火二、常用退火工艺方法1、扩散退火定义：扩散退火又称均匀化退火。将金属铸锭或锻坯，在稍低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学成分偏析及显维组织的不均匀性，以达到均匀化目的的热处理工艺。目的：消除结晶过程中的枝晶偏析，使成分均匀化。适用范围：主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。第二章钢的退火与正火注意：高温扩散退火生产周期长，消

3、耗能量大，工件氧化、脱碳严重，成本很高；同时，会引起奥氏体晶粒严重粗化，因此一般还需要进行一次完全退火或正火，以细化晶粒、消除过热缺陷。只有一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件，因其偏析程度较轻，可采用完全退火来细化晶粒，消除铸造应力。第二章钢的退火与正火偏析的主要表现：（1）化学成分的不均匀性；（2）非金属夹杂物的不均匀性分布；（3）偏析区还形成大量显微及宏观的气泡，气孔。偏析的危害：由于偏析存在，使大量铸、锻件成分及组织不均匀，存在很大组织应力，它

4、直接影响到钢的热处理及其机械性能。第二章钢的退火与正火扩散退火工艺：加热温度：通常选择在Ac3或Acm以上150～300℃，视钢种和偏析程度而异。温度过高影响加热炉寿命，并使钢件烧损严重。碳钢一般为1100～1200℃，合金钢一般为1200～1300℃。保温时间：t＝8.5＋Q/4式中，t为时间（h）；Q为装炉量（T）一般时间不超过15h，否则氧化严重。冷却速度：一般为50℃/h；高合金钢≤20～30℃/h。第二章钢的退火与正火2、完全退火定义：将钢件加热到Ac3以上，使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，获得接

5、近平衡组织的热处理工艺。目的：细化晶粒、均匀组织，降低硬度、改善切削性能以及消除内应力。工艺：完全退火采用随炉缓冷以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下不大过冷度情况下转变为珠光体。工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透，达到完全重结晶。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。实际生产时，为了提高生产率，退火冷却至600℃左右即可出炉空冷。第二章钢的退火与正火加热温度：通常选择在Ac3以上20～30℃。保温时间：t＝（3～4）＋（0.2～0.5）Q亚共析锻、轧材t＝K

6、D（min）碳素钢或低合金钢，装炉量小适用范围：中碳钢和中碳合金钢的铸，焊，锻，轧制件等。注意事项：低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。第二章钢的退火与正火3、不完全退火将钢件加热至Ac1～Ac3（亚共析钢）或Ac1～Acm（过共析钢）之间，经过保温并缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。这种退火实际上只是使珠光体部分再进行一次重结晶，基本上不改变先共析铁素

7、体或渗碳体原来的形态及分布。退火后珠光体的片间距有所增大，硬度有所降低，内应力有所降低。特点：退火温度低，保温时间短。过共析钢的不完全退火实质上是球化退火的一种。第二章钢的退火与正火4、球化退火概念：使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。工艺：一般球化退火工艺Ac1+(10～20)℃，随炉冷至500～600℃空冷。目的：降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。适用范围：主要适用于含碳>0.6%的各种高碳工具钢、模具钢、轴承钢等。为改善冷变形工艺性，有时也用于低、中碳钢。第二章钢的退火与正火钢中

8、碳化物的球化可以提高塑性、韧性、改善切削加工性和减少最终热处理时的变形开裂倾向。球化退火后的硬度取决于钢中碳化物的析出分数及分布、形态，含碳量高的钢，碳化物数量多，退火后硬度也相应提高。碳化物粒子未溶，并聚集球化，得到粒状珠光体；加热温度过高，形成均匀的奥氏体，缓慢冷却得到片状珠光体。第二章钢的退火与正火影响碳化物球化的因素：1）化学成分的影响：碳含量越高，越易于球化。2）原始组织的影响：渗碳体、碳化物等3）加热