完全退火定義

完全退火是指將亞共析鋼加熱到Ac3以上20~30℃，保溫后隨爐緩慢冷卻，以期得到接近于平衡組織（珠光體型組織）的熱處理工藝方法。又叫重結(jié)晶退火。所謂“完全”是指退火時鋼的內(nèi)部組織全部進(jìn)行了重結(jié)晶。通過完全退火來細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工，并為加工后零件的淬火作好組織準(zhǔn)備。

完全退火是應(yīng)用最為廣泛的退火方法，主要用于亞共析鋼和共析鋼的鍛件、軋件和鑄件的退火。通過重結(jié)晶退火使晶粒細(xì)化，組織均勻和消除殘余應(yīng)力，用以提高鋼件性能。

不宜用于過共析鋼，過共析鋼緩冷后會析出網(wǎng)狀二次滲碳體。使鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性大大降低。

完全退火主要是用于亞共析鋼 ，它的目的有三：

（1）細(xì)化奧氏體晶粒，消除魏氏組織。魏氏組織的形成原因之一是奧氏體晶粒太大（停軋、停鍛溫度過高或熱處理時加熱溫度過高），而完全退火時，加熱溫度較低，經(jīng)重結(jié)晶后的奧氏體晶必然細(xì)化，如圖1所示，可以看出，球光體轉(zhuǎn)變成奧氏體時晶粒顯著細(xì)化，以后縱然是很慢地冷卻，新形成的球光體晶粒也是很細(xì)的。因此，經(jīng)過完全退火以后，奧氏體晶粒較得到細(xì)化，還可以消除鐵素體魏氏組織。

（2）降低硬度，提高塑性以利于切削加工。這是因為熱加工以后都采用空冷，由于冷卻速度較快，造成組織分散度大或得到馬氏體的組織，因而硬度亦較高，尤其是合金鋼更為嚴(yán)重。經(jīng)退火后，可以降低硬度，有利于切加工。

（3）消除內(nèi)應(yīng)力，使組織均勻化。

完全退火工藝參數(shù)的確定：

（1）加熱溫度：必須適當(dāng)?shù)馗哂?section class="formula-container formula-container__inline"> 點，井經(jīng)一定時間的保溫，才能使鋼完全奧氏體化，并得到細(xì)小均勻的奧氏體組織。但是退火加熱溫度又不能太高，否則會引起奧氏體晶粒長大，以致使冷卻后得到粗大的鐵素體和珠光體組織。幾種常用鋼退火溫度見表1。

（2）加熱速度：應(yīng)參照鋼材成分、加熱前的組織狀態(tài)、內(nèi)應(yīng)力大小、工件尺寸的大小與形狀復(fù)雜的程度等因素而定。一般來說，對于強(qiáng)度高、塑性差、含碳量較高的合金銅，以及形狀復(fù)雜或大型工件（特別是鑄件），加熱速度通常不超過200℃/小時。大型合金鋼的鑄、鍛件（

（3）保溫時間：應(yīng)依照工件形狀、尺寸、鋼種、原始組織狀態(tài)、裝爐量和加熱設(shè)備等因素來決定。在一般情況下，碳鋼可按工件厚度每25毫米一小時計算。對于合金鋼，由于還要考慮奧氏體均勻化時間，可按工件厚度每20毫米一小時計算。

（4）冷卻方法：少部分采用隨爐冷卻，也可以采取埋在砂槽中緩慢冷至500~600°C后再取出空冷的辦法。冷卻速度大致可以這樣控制：碳鋼為100~200℃/小時，合金鋼為50~100℃/小時，高合金鋼為20~60°C/小時，鑄鋼件為80~120℃/小時?？傊嘶鸷蟮睦鋮s應(yīng)當(dāng)充分緩慢，以保證奧氏體在

1、H1×——冷作硬化狀態(tài)（中間退火）。

冷軋中間道次進(jìn)行退火，冷卻后不再進(jìn)行補(bǔ)充熱處理?！癏1”后的數(shù)字表示冷作硬化的程度。

2、H2×——冷作硬化后部分退火狀態(tài)（成品退火）。

不完全退火

應(yīng)變硬化 不完全退火

適用于大加工率后，以最終的部分退火獲得所需要的強(qiáng)度指標(biāo)的制品。對于在室溫下自然軟化的金，H2、H3對應(yīng)狀態(tài)具有相同的低應(yīng)力值；對其他合金H2、H1對應(yīng)各狀態(tài)具有相同的最低應(yīng)力值，但H2各狀態(tài)的延伸率稍高?！癏1”后的數(shù)字表示經(jīng)部分退火后，冷作硬化保留的程度。

3、H3×——冷作硬化后穩(wěn)定化處理狀態(tài)。

穩(wěn)定化退火

應(yīng)變應(yīng)化 低溫回復(fù)

穩(wěn)定化退火——為使工件中微細(xì)的顯微組成物沉淀或球化的退火。

適用于大冷作量后，以低溫?zé)崽幚矸€(wěn)定力學(xué)性能的產(chǎn)品。穩(wěn)定化處理后，應(yīng)力值稍有降低，塑性有所改善。該狀態(tài)僅適用于不進(jìn)行穩(wěn)定化處理，在室溫下就會自發(fā)軟化的合金。“H3”后的數(shù)字表示穩(wěn)定化處理前冷作硬化保留的程度。

退火球化退火的具體工藝

①普通（緩冷）球化退火，緩冷適用于多數(shù)鋼種，尤其是裝爐量大時，操作比較方便，但生產(chǎn)周期長；②等溫球化退火，適用于多數(shù)鋼種，特別是難于球化的鋼以及球化質(zhì)量要求高的鋼（如滾動軸承鋼）；其生產(chǎn)周期比普通球化退火短，不過需要有能夠控制共析轉(zhuǎn)變前冷卻速率的爐子；③周期球化退火，適用于原始組織為片層狀珠光體組織的鋼，其生產(chǎn)周期也比普通球化退火短，不過在設(shè)備裝爐量大的條件下，很難按控制要求改變溫度，故在生產(chǎn)中未廣泛采用；④低溫球化退火，適用于經(jīng)過冷形變加工的鋼以及淬火硬化過的鋼（后者通常稱為高溫軟化回火）；⑤形變球化退火，形變加工對球化有加速作用，將形變加工與球化結(jié)合起來，可縮短球化時間。它適用于冷、熱形變成形的鋼件和鋼材（如帶材）。

退火再結(jié)晶退火工藝

應(yīng)用于經(jīng)過冷變形加工的金屬及合金的一種退火方法。目的為使金屬內(nèi)部組織變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒，消除形變硬化，恢復(fù)金屬或合金的塑性和形變能力（回復(fù)和再結(jié)晶）。若欲保持金屬或合金表面光亮，則可在可控氣氛的爐中或真空爐中進(jìn)行再結(jié)晶退火。

去除應(yīng)力退火 鑄、鍛、焊件在冷卻時由于各部位冷卻速度不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，金屬及合金在冷變形加工中以及工件在切削加工過程中也產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。若內(nèi)應(yīng)力較大而未及時予以去除，常導(dǎo)致工件變形甚至形成裂紋。去除應(yīng)力退火是將工件緩慢加熱到較低溫度（例如，灰口鑄鐵是500～550℃，鋼是500～650℃），保溫一段時間，使金屬內(nèi)部發(fā)生弛豫，然后緩冷下來。應(yīng)該指出，去除應(yīng)力退火并不能將內(nèi)應(yīng)力完全去除，而只是部分去除，從而消除它的有害作用。

還有一些專用退火方法，如不銹耐酸鋼穩(wěn)定化退火；軟磁合金磁場退火；硅鋼片氫氣退火；可鍛鑄鐵可鍛化退火等。

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?，從而降低了硬度?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，并長時間保溫，待合金中各種元素擴(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，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。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間延長而增加。退火時新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。