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钢的退火(annealing)

久草 www.guoxianshenrrg.com 热处理工艺之一。铸造、锻造或塑性加工后的金属制品,以细化组织、消除内应力、降低硬度或消除枝晶偏析为目的而加热到高温保持一定时间,然后缓慢冷却至室温。

钢的退火(annealing) 技术信息 第1张

简吏 退火是最早被人类使用的一种热处理方法。早在公元前一千多年(大约与中国商周同时代),即青铜器时代,在人类的生产活动中用金属制造工具、农具和兵器,用退火软化金属改善塑性的方法已是当时普遍被采用的工艺。进入铁器时代(大约在公元前6世纪),用高温退火方法以获取优质铸铁制品已成为当时工业比较发达国家盛行一一时的技术。公元6世纪(相当于中国的隋唐时代)以后,许多国家采用拉拔工艺生产铁丝,退火是制取细铁丝和细钢丝必须经过的热处理工艺。到公元14世纪之后(相当于中国明清时期),退火的应用已相当地广泛了。

分类 退火分为两大类:第一类退火是不依赖点阵结构的改变而只需原子的热运动即可达到退火目的的,主要包括非铁金属合金铸锭均匀化退火、钢铁铸件焖火、铸铁可锻化退火、钢材和非铁金属塑性加工之后的再结晶退火和去应力退火以及去除材料中溶入过多氢气的脱氢退火等。第二类退火是基于固态相变的退火,包括钢制品和少数非铁金属制品采用的完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火等。这一类退火过程中伴随有点阵结构的改变,如同发生重新结晶一样,故称为重结晶,建立在此种变化基础上的退火称为重结晶退火。亦即第二类退火。

目的和应用 主要是为了消除缺陷,改善品质。

钢铁铸件铸造过程中产生严重枝晶偏析和内应力,为了消除此类缺陷而进行均匀化退火、亦称焖火。因为该工艺消耗能源费工时,所以只应用于形状复杂或成分复杂的大型和特大型件。

铸铁可锻化退火是将白口铁加热到高温长时间保温,通过原子扩散改变碳的分布和存在形态的一种热处理工艺。

冷轧薄钢板、冷拉钢丝和钢条以及冷冲压钢制品,因冷作硬化,使得材料不能继续进行加工时,需经再结晶退火,以消除冷作硬化。重要的钢材制件常用低温退火消除内应力或脱氢。

用钢材制造的许多机器零部件(如轴、曲轴、齿轮、销钉、丝杆等)和经过锻造后的毛坯要进行正火或退火处理,以消除锻坯中的粗大网状组织或魏氏组织。退火工艺有几种,对于亚共析钢中的低碳和中碳钢,常采用完全退火或不完全退火,二者只是加热温度不相同,目的一致。不完全退火适用于组织不十分粗大且要求不高的制件。也可以用等温退火取代上述两种退火工艺。图示为完全退火、不完全退火和等温退火工艺曲线与TTT曲线相互关系的示意图。等温退火是完全退火和不完全退火的特殊形式。

高碳钢是轴承、弹簧和工具用钢,对材质的要求更为严格。高碳钢中渗碳体的数量多,若以片状存在除增加过热敏感性外,对材料的韧性、疲劳性能等都有不利影响。因此,高碳钢制件在锻造后要进行球化退火。

铜合金材料生产中应用最多的是再结晶退火(尤其是黄铜材以退火为主要热处理形式),塑性加工过程中用退火消除冷作硬化,设在两次加工中间的退火称为%26ldquo;中间退火%26rdquo;,在产品加工完了进行的退火称为%26ldquo;完工退火%26rdquo;或%26ldquo;成品退火%26rdquo;。为了防止退火加热时的氧化而采取保护气氛退火或真空条件下退火,均称为%26ldquo;光亮退火%26rdquo;,在退火后不需去除氧化皮的操作。上述退火的加热温度要比该材料的再结晶温度高150oC或200oC。黄

钢的退火(annealing) 技术信息 第2张

铜制品存在内应力,在潮湿环境中存放会引起应力腐蚀,严重者导致材料破裂,此现象称为%26ldquo;季裂%26rdquo;(在潮湿季节易产生这种现象)。为了防止应力腐蚀开裂,黄铜制品均应进行退火处理,硬制品用低温退火消除内应力。在再结晶退火与低温退火之间还有一种控制部分再结晶的半硬态成品退火工艺。黄铜铸锭一般不采用均匀化退火。青铜中成分复杂的或热加工性差的,例如锡青铜,在热加工之前进行均匀化退火,退火保温时间只需几小时足够。

铝合金均化退火的目的在于改善塑性加工性,消除枝晶偏析和铸造应力,提高产品质量。均匀化退火加热温度的确定原则是在不发生过烧的前提下,尽可能高,以增进均匀化效果,缩短退火时间。均匀化时间常用10~20h,少者几小时。可热处理强化的铝合金均匀化退火后采用缓慢冷却,防止%26ldquo;淬火效应%26rdquo;。铝合金材在塑性加工过程中同样要用再结晶退火消除加工硬化,以利深度加工。

二次再结晶和再结晶织构 塑性加工时采用大的变形程度加工之后,将材料加热至高温退火,最终会使材料内部的晶粒非常不均匀,部分晶粒非常粗大,此种现象称为%26ldquo;二次再结晶%26rdquo;,生产中应当避免。再结晶退火之后,若材料内部晶粒取向趋于一致,则使整体材料具有方向性。此现象即所谓%26ldquo;再结晶织构%26rdquo;,或称退火织构



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