退火和正火的目的[精选].docVIP

退火和正火的目的 机械制造中，往往是以钢材、锻件、锻件或焊接件作为制造各种零件的毛坯的。但是在制造这些毛坯的轧钢、铸造、锻造和焊接的加工过程中，经常会在材料内部留下内应力，形成诸如晶粒粗大、带状组织、偏析等某些缺陷以及造成硬度过高等。凡此种种既增加了随后加工过程的困难，更不利于零件的最终使用。为此就要求通过热处理来改变这一不利情况，称作预备热处理，或第一热处理；而目的在于满足使用条件下性能要求的热处理，则称作最终热处理。 所谓退火，通常是将钢加热到临界点以上，保温一定时间，使钢全部或部分奥氏体化，随后缓慢冷却，以获得接近于平衡状态的珠光体组织。 正火可以看作退火的一个特例，它是把钢加热到Ac3或Acm以上，保温一段时间，使钢全部奥氏体化，然后在空气中冷却，一般来说，钢正火后所得到的组织本质上也属于珠光体，只是由于其冷却速度相对于退火要快一些，所以正火组织要比退火组织更细一些。 退火和正火的目的大至相同，主要是： 改善或消除钢在铸造、轧制、锻造和焊接过程中所造成的各种组织缺陷。 细化晶粒，改善钢中第二相的分布和形态，为最终热处理做好准备。 消除内应力。 降低硬度，改善组织，便于切削加工。 退火和正火通常多是作为预备热处理的，如果对零件性能要求不高时，也可将正火处理作为最终热处理。 钢的退火工艺 退火在生产中得到广泛使用，根据目的和要求的不同，退火的工艺操作也是多种多样的，兹分述于下。 一、扩散退火 不同程度的偏析在铸造过程中是难以避免的，在高合金钢铸锭和大型铸件中尤为严重。化学成分的严重不均匀将导致组织的不均匀和性能恶化。化学成分的不均匀主要是靠原子的扩散来改善或消除的。 扩散退火就是专门用于消除或改善化学成分不均匀的一种退火操作。其过程是先以一恰当的加热速度将工件加热到高温，再长时间保温使原子有充分条件进行扩散，然后再行缓慢冷却，通常是炉冷至500~350℃后出炉空冷。 由于温度越高，原子越易扩散，所以扩散退火加热温度总是比较高。一般推荐在Ac3或Acm以上150~300℃范围内，根据偏析程度进行选择，通常多在1100~1200℃之间加热。至于报文时就爱你也与偏析程度和钢种有关，通常可按最大有效厚度，以每25毫米1小时估算之，总的保温时间一般为10~20小时。 由于在高温下长时间的保温，扩散退火必将引起晶粒的显著粗化。故在扩散退火后，一般应再进行一次完全退火或正火以细化晶粒，改善组织。扩散退火由于温度高，时间长，不仅热能消耗大，而且氧化脱碳也较严重，以致金属损失也大，故而是一种成本很高的热处理工艺。只有在必要时，才采用之，一般只用于合金钢锭和大型铸件。此外，亚共析钢中的带状组织也可通过扩散退火或锻后扩散退火消除。 二、完全退火 完全退火是将亚共析钢加热到Ac3以上，保温一定时间使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却。退火后所得到的组织基本上接近于平衡组织。这种退火主要用于亚共析钢的铸、锻件，借以改善组织、细化晶粒、消除应力、降低硬度。若过共析钢采用这种退火方法，将会在钢中形成网状渗碳体，从而增加脆性及硬度，这当然不是生产上所希望的，所以完全退火不适用于过共析钢。 完全退火工艺操作的注意事项： 1.加热温度 完全退火的加热温度理论上一般推荐为： 碳钢的加热温度≈Ac3+30~50℃ 合金钢的加热温度≈Ac3+50~70℃ 但是在生产实践中，为了加速钢的奥氏体化常常采用更高一些的温度。例如35号钢的Ac3为820℃。但一般多采用850~880℃，高出Ac350~80℃。尤其对于合金钢，为了促使其碳化物溶解及奥氏体化均匀，采用的温度更高。例如40CrNiMoA的Ac3为774℃而退火温度采用840~880℃，高出Ac370~100℃之多。由于这些钢多属本质细晶粒钢，只要保温时间不过长，是不会引起晶粒长大的。当然过分的提高加热温度也是不必要和不利的。 在选择加热温度时还应根据钢种及要求灵活掌握。如锻模用钢5CrMnMo和5CrNiMo钢的退火温度一般推荐850~870℃，但在随炉冷却后，硬度往往降不下来，以致难于切削加工，这种情况下就宜于采用略高于其Ac3的退火温度—780~800℃。再如对于铸钢件，为了减轻其偏析及有利于粗大组织的纠正，一般都采用上限或更高一些的退火温度。 2.加热速度 要求退火的工件，由于以前的加工过程，在工件内总是存在着一定程度的内应力。因此必须根据钢种、退火前的加工过程、工件大小和形状复杂程度，恰当地掌握加热速度，对于一般形状不太复杂，有效厚度不超过500毫米的碳钢工件来说可以直接加热，升温速度控制在100~200℃/小时。对于中、高合金钢工件，特别是大件（?500毫米者）一般多采取低温装炉，分级升温的办法。在600℃以下，升温速度宜控制在30~70℃/小时，高于此温度可控制在80