热处理工艺_退火与正火1.ppt

2004.11 第二章 退火和正火 第一节 退火、正火的定义、目的和分类 退火：把工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺。 目的:均匀化学成分，改善机械性能（降低硬度，提高塑性、韧性），消除或减少应力，为最终热处理作准备。 分类: 铸铁件的退火包括各种石墨化退火及去应力退火； 有色金属退火主要是扩散退火、再结晶退火及去应力退火。 第二节 常用退火工艺方法 一、扩散退火: 1、定义： 将金属铸锭、铸件、锻件或锻坯在略低于固相线的温度下长期加热，保温后缓慢冷至室温的热处理工艺。 扩散退火称均匀化退火。 2、目的： 以消除或减少化学成分偏析及显微组织(枝晶)的不均匀性，达到均匀化目的。 3、应用： 多用于优质合金钢，偏析现象较为严重的合金以及碳钢。 4、加热温度、保温时间的确定 加热温度:Ac3或Accm以上 150-300℃；温度过高影响加热炉寿命钢件烧损过多. 一般加热温度：碳钢: 1100-1200℃；合金钢: 1200-1300℃ 加热速度: 100-200℃/h 保温时间: 30-60分种/25毫米 或 1.5-2.5分/毫米 若装炉量较大则 5、冷却速度的确定 冷却速度: 50 ℃/ h 。 高合金钢的冷却速度≤20-30 ℃/ h。 出炉温度600℃以下出炉空冷。 高合金钢，高淬透性钢应低于350℃ / h ，以免产生应力过高。 6、说明： 扩散退火要补充一次完全退火,铸锭不必要。 扩散退火不能完全消除组织和成分不均匀想象，要结合压力加工方法。 铜合金的扩散退火温度: 700-950 ℃ 铝合金的扩散退火温度:400-500℃ 二、完全退火 三、不完全退火 1、定义: 将钢件加热至Ac1和Ac3之间，或Ac1与Accm之间,经保温冷却,以获得接近平衡组织的热处理工艺. 2、目的: 降低硬度,改善切削性能； 经淬火,回火后获得良好的综合机械性能。 3、说明： 不完全退火的温度低，时间短，故成本较低。 亚共析钢有时可以采用不完全退火来代替完全退火。 过共析钢的不完全退火，实际上是球化退火的一种。 四、球化退火 3、目的： 1）降低硬度，改善切削性能； 2）获得均匀组织，改善热处理工艺性(加热时过热敏感性，变形，热裂倾向小)； 3）经淬火、回火后获得优良的综合机械性能(原始组织为球状时，经淬火回火后强度硬度相同时，塑性韧性更好，具有更高的接触疲劳强度和更长的寿命)。 4、球化退火工艺 ① 低于Ac1点温度的球化退火: 概念：把退火钢件加热到略低于Ac1的温度，经过长时间的保温。使碳化物由片状变成球状的方法。 应用：少。 ② 往复球化退火： 概念：把钢先加热到略高于Ac1点的温度，加热保温一段时间，而后又冷却至略低于Ar1， 应用：此方法只适用于于小型工具，因粗大工件或装入量很大时，往复加热冷却很难实现。 ③ 一次球化退火法： 概念：加热到稍高于Ac1温度保温，然后冷到低于Ar1的温度（550℃），出炉空冷或炉冷到室温，形成球状珠光体。 应用：目前生产上最常用的球化退火工艺，实际上为不完全退火法。 说明：若钢中含有网状渗碳体，则要求球化退火前进行一次正火处理，以去除网状渗碳体，获得细片状珠光体。 5、球化退火的原理： 在加热稍高于Ac1的温度时，得到奥氏体及未溶解的渗碳体颗粒，或碳的富集区，在以后冷至低于Ar1温度过程中，渗碳体粒子或面的富集区，作为珠光体转变时形核核心，形成球状珠光体。 6、保温时间：4小时 7、冷却速度：20 ℃/h。 五．再结晶退火 1、概念 经过冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。 4、再结晶退火温度： 一般钢材再结晶退火温度650~700℃；铜合金 600~700℃；铝合金 350~400℃。 六、去应力退火： 1、概念：为去除由于形变加工、锻造、焊接等所引起的及铸件内存在的残余应力（但不引起组织的变化）而进行的退火。 2、目的：去除残余应力。 3、应用：铸造、锻造、焊接等存在残余应力的工件。 4、温度的确定：去应力退火的温度范围很宽，应根据具体情况而定。 5、冷却方式：去应力退火均应缓慢冷却到室温，以免产生新的应力。 第三节 钢的正火 1、概念：加热温度Ac3（Accm) +（30~50℃），保温然后空冷。 2、目的及用途： 为消除网状碳化物，过共析钢的球化退火提供细片状球光体， 改善组织，消除热加工缺陷。如消除粗大铁素体块，消除魏氏组织。 提高硬度，改善切削加工性能。 作为普通零件的最终热处理。 3、温度选择：为缩短工件在高温时的停留时间，而心部又