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1、第一章 钢的退火与正火 重点：1、了解退火与正火的目的； 2、掌握常用退火、正火的工艺方法及应用范围。退火和正火常作为毛坯的预先热处理。正火也可作为一些不重要工件的最终热处理。 1-1 退 火一、退火的概念、目的及工艺 退火的概念：将钢加热至临界点（Ac1）以上或以下某一温度，保温一定时间，缓慢（一般是随炉）冷却，以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 退火的种类：1、按加热温度：临界温度以上或以下（Ac1）（Ac3）的退火 1）临界温度以上的退火（又称相变重结晶退火），包括：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火等。2）临界温度以下的退火包括：再结晶退火及去应力退火等。2、按冷却方式，退火可
2、分为：1）等温退火； 2）连续退火。 退火的主要目的：均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度、消除应力和加工硬化，改善钢的成形及切削加工性能，并为淬火作好组织准备。二、退火的工艺方法（一） 完全退火 概念：将钢件或钢材加热至Ac3以上2030，经完全奥氏体化后进行缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。 适用钢种：主要用于亚共析钢（wc0.30.6）。 * 低碳钢不宜：因为完全退火后硬度偏低，不利于切削加工； * 过共析钢不宜：因为加热至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。目的：1）细化晶粒、均匀组织、消除内应力； 2）降低硬度，改
3、善钢的切削加工性能。 应用：1）中碳结构钢铸、锻（轧）件，常见缺陷组织有魏氏组织、晶粒粗大和带状组织等。 2）在焊接件焊缝处组织不均匀，热影响区具有过热组织和魏氏组织，造成很大的内应力； 作用：组织发生重结晶，使钢的晶粒细化、组织均匀，魏氏组织难以形成，消除带状组织。 完全退火的工艺：1）加热温度Ac3以上2030，不宜过高，以免发生晶粒粗大2）加热速度影响因素：钢材成分、工件形状、工件厚度、装炉量及装炉方式等。常用结构钢、弹簧钢、热作模具钢钢锭，加热速度为 100200 /h。3）保温时间影响因素：钢材成分、工件厚度、装炉量及装炉方式等。工件烧透（即心部达到加热所要求的温度）时间完成组织转变
4、时间，* 在箱式炉中退火的保温时间可按下式计算： min 有效厚度D（ ） h h D 图1-1 工件的有效厚度式中是工件的有效厚度，见图1-1。K是加热系数，一般K=1.52.0min/mm* 常用结构钢、弹簧钢、热作模具钢钢锭* 常用结构钢、弹簧钢、热作模具钢钢锭 保温时间为 = 8.5 + Q/4 （h） 式中Q装炉量，单位为t。* 亚共析钢锻轧钢材保温时间一般按经验公式= (34) + (0.40.5)Q（h）4）冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1点以下较小的过冷度情况下进行珠光体转变，以免硬度过高* 一般碳钢冷却速度应小于200/h，低合金钢的冷却速度应低至100/h；* 高合金钢
5、的冷却速度应50/h* 实际生产时，为提高生产率退火冷却至600左右即可出炉空冷。 等温退火：常用于某些奥氏体稳定的合金钢，由于其“C”曲线位置极右，需较长的退火时间，采用此工艺可有效缩短生产周期，提高生产率；此外对某些合金钢可用来防止钢中白点形成。等温退火时间温度Ac3Ar1图1-2 完全退火工艺示意图加热温度 Ac3（2050）或Ac1（2050）。加热速度 同完全退火。保温时间 同完全退火。等温温度 根据“C”曲线及要求硬度确定。冷却速度 大件随炉冷却，小件空冷。冷却方式 500随炉冷，500随炉冷，400为炉冷，400为空冷（适用于铸铁）适用：1、焊接结构件：焊后多采用此法。若采用完全
6、退火，加热后发生相变重结晶，在此高温下，弹性极限降低，由于本身自重而变形。 2、高合金钢：如18Cr2Ni4WA等，为了便于切削加工采用600650软化。 3、铸 件：消除铸造应力。 4、精密件：如主轴、细长丝杠每次加工后进行。（六） 再结晶退火 概念：为消除冷变形中所产生的加工硬化，改善塑性而采取的退火工艺。 工艺：加热温度：随合金成分及冷变形量而变化。 临界变形量：为产生再结晶所需的最小变形量，再结晶温度随变形量增加而降低，一定值时不再变化。钢的临界变形量为610。再结晶温度：铁450； 铜270 ；铝100。 1-2 正 火概念：将钢加热至Ac3以上3050（亚共析钢），Acm以上4060（过共析钢），保温以后空冷，得到接近平衡组织的热处理工艺。目的：1、消除热加工所造成的组织缺陷（如粗大铁素体块和魏氏组织），细化晶粒；2、消除网状碳化物，为球化退火作好组织准备； 3、提高力学性能，作为最终热处理。工艺：* 加热温度：亚共析钢：Ac33050 过共析钢：Accm3050* 保温时间：1.52min/mm* 冷却方式：空冷 应用：1、低碳钢为HB，可加热温度（Ac3100），奥氏体稳定性，而后较快速冷却； 2、中碳钢可按成分和工件
