退火處理

①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力，防止工件變形、開裂；

②軟化工件以便進(jìn)行切削加工；③細(xì)化晶粒，改善組織以提高工件的機(jī)械性能；

④為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準(zhǔn)備。

分別采用LiF和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)作為聚3-己基噻吩(P3HT)/[6,6]-苯基-C61-丁酸甲脂(PCBM)體系聚合物光伏電池陰極界面層,研究了高溫后退火處理對不同界面層器件性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),LiF界面層的引入,在活性層和陰極界面之間形成了較強(qiáng)的偶極作用,從而改善了電池的性能,進(jìn)一步高溫?zé)嵬嘶鹛幚砗笕阅鼙３至己玫慕缑孀饔?使器件的能量轉(zhuǎn)換效率得到了進(jìn)一步的提高。然而BCP界面層的引入,雖然阻擋了金屬電極Al到PCBM的電子轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致復(fù)合減小,提高了器件的開路電壓,但是在進(jìn)一步高溫后退火之后,BCP界面層的完整性遭到破壞,因此使得器件的能量轉(zhuǎn)換效率降低 。

中文名稱：退火處理

英文名稱：Annealing

退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。

退火熱處理分為完全退火，不完全退火和去應(yīng)力退火，擴(kuò)散退火，球化退火，再結(jié)晶退火。退火材料的力學(xué)性能可以用拉伸試驗(yàn)來檢測，也可以用硬度試驗(yàn)來檢測。許多鋼材都是以退火熱處理狀態(tài)供貨的，鋼材硬度檢測可以采用洛氏硬度計(jì)，測試HRB硬度，對于較薄的鋼板、鋼帶以及薄壁鋼管，可以采用表面洛氏硬度計(jì)，檢測HRT硬度.把鋼加熱到臨界點(diǎn)Ac1以上或以下的一定溫度，保溫一段時(shí)間，隨后在爐中或埋入爐中或?qū)嵝暂^差的介質(zhì)中，使其緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)的穩(wěn)定的組織。

退火處理完全退火

目的細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力和加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能和冷塑性變形能力。

用以細(xì)化中、低碳鋼經(jīng)鑄造、鍛壓和焊接后出現(xiàn)的力學(xué)性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度以上30～50℃，保溫一段時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻，在冷卻過程中奧氏體再次發(fā)生轉(zhuǎn)變，即可使鋼的組織變細(xì)。

退火處理球化退火

用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓后的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20～40℃，保溫后緩慢冷卻，在冷卻過程中珠光體中的片層狀滲碳體變?yōu)榍驙睿瑥亩档土擞捕取?h3 class="title-text">退火處理等溫退火

用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結(jié)構(gòu)鋼的高硬度，以進(jìn)行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏體最不穩(wěn)定的溫度，保溫適當(dāng)時(shí)間，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橥惺象w或索氏體，硬度即可降低。

④再結(jié)晶退火用以消除金屬線材、薄板在冷拔、冷軋過程中的硬化現(xiàn)象（硬度升高、塑性下降）。加熱溫度一般為鋼開始形成奧氏體的溫度以下50～150℃ ，只有這樣才能消除加工硬化效應(yīng)使金屬軟化。

退火處理石墨退火

用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右，保溫一定時(shí)間后適當(dāng)冷卻，使?jié)B碳體分解形成團(tuán)絮狀石墨。

退火處理擴(kuò)散退火

用以使合金鑄件化學(xué)成分均勻化，提高其使用性能。方法是在不發(fā)生熔化的前提下，將鑄件加熱到盡可能高的溫度，并長時(shí)間保溫，待合金中各種元素?cái)U(kuò)散趨于均勻分布后緩冷。

退火處理去應(yīng)力退火

用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內(nèi)應(yīng)力。對于鋼鐵制品加熱后開始形成奧氏體的溫度以下100～200℃，保溫后在空氣中冷卻，即可消除內(nèi)應(yīng)力。

退火處理不完全退火

加熱溫度在Ac1~Accm之間，冷卻速度：在500~600℃以上時(shí)，碳鋼是100~200℃/h，合金鋼是50~100℃/h，高合金鋼是20~60℃/h，主要用于過共析鋼。

退火處理焊后退火

選用純Fe作填充金屬對YG30硬質(zhì)合金與45鋼進(jìn)行TIG焊試驗(yàn)。利用掃描電鏡對退火前后的YG30/焊縫界面區(qū)的組織形貌進(jìn)行分析。結(jié)果表明,工業(yè)純Fe作填充金屬,在1050℃退火后,焊態(tài)的η相不變;在1150℃退火后,開始產(chǎn)生新η相;η相隨退火溫度升高和保溫時(shí)間延長而增加。退火時(shí)新η相成核于WC-γ相界,吞并WC晶粒而長大,分布在WC顆粒的邊界。

帶鋼連續(xù)熱鍍鋅采用在線連續(xù)退火。退火工藝是雙相鋼等高強(qiáng)鋼熱鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵，對Mn、Si等元素在鋼板表面的富集有很大影響，進(jìn)而會(huì)影響到高強(qiáng)鋼的可鍍性及其表面質(zhì)量。鍍鋅鋼板的退火過程通常包括預(yù)熱、加熱、均熱和冷卻過程。利用加熱廢氣預(yù)熱帶鋼不僅能夠節(jié)約燃料，而且可以避免因帶鋼升溫速度太快而引起帶鋼變形，對薄規(guī)格產(chǎn)品的板形非常有利。一些機(jī)組的冷卻過程采用先緩冷后快冷的分段冷卻方式，既可以避免冷卻速度過快造成板形不良，又可以滿足雙相鋼等高強(qiáng)鋼的冷卻速度要求。有些廠家在冷卻段之后還設(shè)置了均衡段，目的是在鍍鋅與冷卻段之間提供一個(gè)緩沖區(qū)域，從而使帶鋼具有更佳的板形和更均勻的溫度進(jìn)入鋅鍋鍍鋅，提高鍍鋅質(zhì)量。

另外，退火爐爐輥輥型設(shè)計(jì)、爐內(nèi)退火氣氛和露點(diǎn)控制、爐內(nèi)張力控制和退火爐爐輥表面噴涂也是熱鍍鋅退火工藝研究的重點(diǎn)，薄帶鋼的板形和高強(qiáng)鋼的通板穩(wěn)定性也需要深入研究。

退火方式包括熱退火、冷退火、完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火。

(1)熱退火：用于容易產(chǎn)生鋼錠裂紋的鋼種，脫錠后紅熱鋼錠入爐，爐溫800～900℃。

(2)冷退火：可改善鋼錠內(nèi)粗大和不均的鑄態(tài)組織，消除內(nèi)應(yīng)力和降低鋼錠硬度，便于清除表面缺陷。鋼錠人爐溫度低于300℃。

(3)完全退火與等溫退火：完全退火又稱重結(jié)晶退火，一般用于亞共析成分的各種碳鋼與合金鋼鋼錠或鑄件的最終熱處理，或作為某些重要品種的預(yù)先熱處理。

完全退火操作是將亞共析鋼件加熱至A^e3以上20～40℃，保溫一定時(shí)間后，隨爐緩慢冷卻至500℃以下，在空氣中冷卻至常溫。

含碳量較低的半馬氏體鋼大鋼錠、馬氏體鋼、含碳量高的過共析鋼和萊氏體鋼鋼錠則需進(jìn)行退火處理。有些鋼種則是小錠不需退火，而大鋼錠需要退火，如T10～T13大于1100kg的鋼錠，30～35CrMnSi大于1600kg的鋼錠才需要退火。鋼錠退火分熱送退火和冷送退火兩種。熱送退火是鋼錠脫模后趁紅熱狀態(tài)裝入爐溫在650～700℃以上的退火爐退火;適用于對裂紋特別敏感的馬氏體鋼等，如3Cr2W8V，30～37CrNi3，25Cr2MoV等。冷送退火是鋼錠經(jīng)模冷或坑冷后，在較短時(shí)間(一般不超過3天)內(nèi)裝退火爐退火;適合于裂紋傾向較小的半馬氏體鋼、馬氏體鋼小鋼錠，如Cr12MoV，W9Mo3Cr4V，20Cr2Ni4等。鋼錠的退火制度依鋼種性質(zhì)和用戶訂貨要求確定。