熱處理之退火工藝

1、去應力退火

為去除工件塑性變形加工、切削加工或焊接造成的內應力及鑄件內從在的殘余應力而進行的退火。去應力退火一般在稍高于再結晶溫度下進行，鋼鐵材料一般在550～650℃，熱模具鋼及高合金鋼可適當升高到650～750℃，退火時間與退火溫度有關。 為了防止去應力退火后冷卻時再發生殘余應力，應緩冷至500℃出爐空冷，大截面工件需緩冷到300℃以下出爐空冷。

2、再結晶退火

經冷塑性變形加工的工件加熱到再結晶溫度以上，保持適當時間，通過再結晶使冷變形過程中產生的晶體學缺陷基本消失，重新形成均勻的等軸晶粒，以消除變形強化效應和殘余應力的退火。一般鋼材再結晶退火溫度在600～700℃，保溫1～3h空冷，對含質量分數＜0.2%的普通碳鋼，在冷變形時臨界變形速度若達6%～15%范圍，則再結晶退火后易出現粗晶，因此應避免在該范圍內變形。

3、完全退火

將工件完全奧氏體化后緩慢冷卻，接近平衡組織的退火。完全退火奧氏體化溫度一般選為Ac3＋（30～50）℃，對于某些高合金鋼，為使碳化物固溶應適當提高奧氏體化溫度。為了改善低碳鋼的切削性能，可采用900～100℃的晶粒粗化退火。為了消除亞共析鋼鍛件、鑄件、焊接件的粗大魏氏組織，需將奧氏體化溫度提高到1100～1200℃，隨后補充進行常規完全退火。

4、不完全退火

將工件部分奧氏體化后緩慢冷卻的退火。鍛件終鍛溫度不高且無需細化晶粒時，可采用Ac1～Ac3之間部分奧氏體化的不完全退火。

5、等溫退火

工件加熱到高于Ac3（或Ac1）的溫度，保持適當時間后，較快的冷卻到珠光體轉變溫度區間的適當溫度并等溫保持，使奧氏體珠光體組織后在空氣中冷卻的退火。等溫退火的奧氏體化溫度一般與完全退火相同，對于合金含量較高的大型鑄鍛件可適當提高加熱溫度。等溫溫度越低，退火后的硬度越高。 等溫退火后的組織與硬度均勻性優于完全退火，比較適合于與大型合金鋼鑄件。

6、球化退火

為使工件中的碳化物球狀化而進行的退火。球化退火主要用于ω（C）＞0.6%的各種高碳工具鋼、模具鋼、軸承鋼。低中碳鋼為了改變冷變形工藝性，有時也進行球化退火。

球化退火的方式主要有以下幾種，可根據具體情況進行選擇。

（1）在稍低于Ar1溫度長時間保溫。

（2）在稍高于Ac1或稍低于Ar1溫度區間循環加熱和冷卻。

（3）加熱到高于Ac1溫度，然后以極慢的冷速（10～20℃/h）爐冷或在pp稍低于Ar1溫度保溫較長時間再冷卻到室溫。

（4）對過共析鋼，先進行奧氏體化使碳化物充分分解（加熱溫度選擇在保證碳化物溶解的下限），隨后以加高速度冷卻以防止網狀碳化物析出，然后再按（1）或（2）的方式球化退火。

（5）工件在一定溫度下變形，然后在低于Ac1溫度長時間保溫進行球化退火。

7、預防白點退火

為防止工件在熱變形加工后的冷卻過程中因氫呈氣態析出而形成發裂（白點），在變形加工完結后直接進行的退火。退火的目的是使氫擴散到工件之外。氫在α-Fe中的擴散系數比在γ-Fe中大得多，而氫在α-Fe中的溶解度又比在γ-Fe低得多。為此對大鍛件可先從奧氏體狀態冷卻到等溫轉變圖的“鼻端”溫度范圍以盡快獲得鐵素體＋碳化物組織，然后在該溫度區或升高到稍低于Ac1長時間保溫進行脫氫。

8、均勻化退火

以減少工件化學成分和組織的不均勻程度為主要目的，將其加熱到高溫并長時間保溫，然后緩慢冷卻的退火，均勻化退火一般用于合金鋼鑄件，通常在1050～1250℃長時間保溫，使碳化物充分固溶。保溫時間與鋼中的溶質元素偏析程度、擴散溫度及工件尺寸的有關。

9、穩定化退火

為使工件中微細的顯微組成物沉淀或球化的退火。例如某些奧氏體不銹鋼在850℃附近進行穩定化退火，沉淀出TiC、NbC、TaC，防止耐晶間腐蝕性能降低。