一，什么是退火？

退火爐退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。準確的說，退火是一種對材料的熱處理工藝，包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統(tǒng)金屬退火存在異同。在熱處理工藝中退火的常用設(shè)備是退火爐。

二，退火能用來干什么？

(1) 降低硬度，改善切削加工性。

(2)消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；

(3)細化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。

(4)均勻材料組織和成分，改善材料性能或為以后熱處理做組織準備。
在生產(chǎn)中，退火工藝應用很廣泛。根據(jù)被加工金屬件對退火的不同需求，退火的工藝規(guī)范有多種，常用的有完全退火、球化退火、和去應力退火等。

三，退火方法有哪些？

1.不完全退火

不完全退火是將鐵碳合金加熱到Ac1-Ac3之間溫度，達到不完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻的退火工藝。

不完全退火主要適用于中、高碳鋼和低合金鋼鍛軋件等，其目的是細化組織和降低硬度，加熱溫度為Ac1+(40-60)℃，保溫后緩慢冷卻。

2.完全退火(重結(jié)晶退火)

完全退火應用于平衡加熱和冷卻時有固態(tài)相變(重結(jié)晶)發(fā)生的合金。其退火溫度為各該合金的相變溫度區(qū)間以上或以內(nèi)的某一溫度。加熱和冷卻都是緩慢的。合金于加熱和冷卻過程中各發(fā)生一次相變重結(jié)晶，故稱為重結(jié)晶退火，常被簡稱為退火。

完全退火相當普遍地應用于鋼類金屬被加工件。鋼的重結(jié)晶退火工藝是：緩慢加熱到Ac3（亞共析鋼）或Ac1（共析鋼或過共析鋼）以上30～50℃，保持適當時間，然后緩慢冷卻下來。通過加熱過程中發(fā)生的珠光體（或者還有先共析的鐵素體或滲碳體）轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體以及冷卻過程中發(fā)生的與此相反的第二回相變重結(jié)晶，形成晶粒較細、片層較厚、組織均勻的珠光體(或者還有先共析鐵素體或滲碳體)。退火溫度在Ac3以上（亞共析鋼）使鋼發(fā)生完全的重結(jié)晶者，稱為完全退火，退火溫度在Ac1與Ac3之間 (亞共析鋼)或Ac1與Acm之間（過共析鋼），使鋼發(fā)生部分的重結(jié)晶者，稱為不完全退火。前者主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛軋件、焊件，以消除組織缺陷（如魏氏組織、帶狀組織等），使組織變細和變均勻，以提高鋼件的塑性和韌性。后者主要用于中碳和高碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛軋件。此種鍛、軋件若鍛、軋后的冷卻速度較大時，形成的珠光體較細、硬度較高；若停鍛、停軋溫度過低，鋼件中還有大的內(nèi)應力。此時可用不完全退火代替完全退火，使珠光體發(fā)生重結(jié)晶，晶粒變細，同時也降低硬度，消除內(nèi)應力，改善被切削性。此外，退火溫度在Ac1與Acm之間的過共析鋼球化退火，也是不完全退火。

完全退火也用于非鐵合金，例如鈦合金于加熱和冷卻時發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，低溫為 α相(密排六方結(jié)構(gòu))，高溫為 β相（體心立方結(jié)構(gòu)），其中間是“α+β”兩相區(qū)，即相變溫度區(qū)間。為了得到接近平衡的室溫穩(wěn)定組織和細化晶粒，也進行重結(jié)晶退火，即緩慢加熱到高于相變溫度區(qū)間不多的溫度，保溫適當時間，使合金轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪嗟募毿【Я?；然后緩慢冷卻下來，使β相再轉(zhuǎn)變?yōu)棣料嗷颚?β兩相的細小晶粒。

重結(jié)晶退火也用于非鐵合金，例如鈦合金于加熱和冷卻時發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，低溫為 α相(密排六方結(jié)構(gòu))，高溫為 β相（體心立方結(jié)構(gòu)），其中間是“α+β”兩相區(qū)，即相變溫度區(qū)間。為了得到接近平衡的室溫穩(wěn)定組織和細化晶粒，也進行重結(jié)晶退火，即緩慢加熱到高于相變溫度區(qū)間不多的溫度，保溫適當時間，使合金轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪嗟募毿【Я?；然后緩慢冷卻下來，使β相再轉(zhuǎn)變?yōu)棣料嗷颚?β兩相的細小晶粒。

3.去應力式退火

去應力退火是將工件加熱到Ac1以下的適當溫度（非合金鋼在500~600℃），保溫后隨爐冷卻的熱處理工藝稱為去應力退火。去應力加熱溫度低，在退火過程中無組織轉(zhuǎn)變，主要適用于毛坯件及經(jīng)過切削加工的零件，目的是為了消除毛坯和零件中的殘余應力，穩(wěn)定工件尺寸及形狀，減少零件在切削加工和使用過程中的形變和裂紋傾向。

4.等溫式退火

等溫式退火是應用于鋼和某些非鐵合金如鈦合金的一種控制冷卻的退火方法。對鋼來說，是緩慢加熱到 Ac3（亞共析鋼）或 Ac1（共析鋼和過共析鋼）以上不多的溫度，保溫一段時間，使鋼奧氏體化，然后迅速移入溫度在A1以下不多的另一爐內(nèi)，等溫保持直到奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑢訝钪楣怏w（亞共析鋼還有先共析鐵素體；過共析鋼還有先共析滲碳體）為止，最后以任意速度冷卻下來(通常是出爐在空氣中冷卻)。等溫保持的大致溫度范圍在所處理鋼種的等溫轉(zhuǎn)變圖上A1至珠光體轉(zhuǎn)變鼻尖溫度這一區(qū)間之內(nèi)；具體溫度和時間，主要根據(jù)退火后所要求的硬度來確定。等溫溫度不可過低或過高，過低則退火后硬度偏高；過高則等溫保持時間需要延長。鋼的等溫退火的目的，與重結(jié)晶退火基本相同，但工藝操作和所需設(shè)備都比較復雜，所以通常主要是應用于過冷奧氏體在珠光體型相變溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變相當緩慢的合金鋼。后者若采用重結(jié)晶退火方法，往往需要數(shù)十小時，很不經(jīng)濟；采用等溫退火則能大大縮短生產(chǎn)周期，并能使整個工件獲得更為均勻的組織和性能。等溫退火也可在鋼的熱加工的不同階段來用。例如，若讓空冷淬硬性合金鋼由高溫空冷到室溫時，當心部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體之時，在已發(fā)生了馬氏體相變的外層就會出現(xiàn)裂紋；若將該類鋼的熱鋼錠或鋼坯在冷卻過程中放入700℃左右的等溫爐內(nèi)，保持等溫直到珠光體相變完成后，再出爐空冷，則可免生裂紋。

含β相穩(wěn)定化元素較高的鈦合金，其β相相當穩(wěn)定，容易被過冷。過冷的β相，其等溫轉(zhuǎn)變動力學曲線與鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖相似。為了縮短重結(jié)晶退火的生產(chǎn)周期并獲得更細、更均勻的組織，亦可采用等溫退火。

5.球化退火

球化退火只應用于鋼的一種退火方法。將鋼加熱到稍低于或稍高于Ac1的溫度或者使溫度在A1上下周期變化，然后緩冷下來。目的在于使珠光體內(nèi)的片狀滲碳體以及先共析滲碳體都變?yōu)榍蛄?，均勻分布于鐵素體基體中(這種組織稱為球化珠光體)。具有這種組織的中碳鋼和高碳鋼硬度低、被切削性好、冷形變能力大。對工具鋼來說，這種組織是淬火前的原始組織。

6.均勻化退火

均勻化退火又稱擴散退火。應用于鋼及非鐵合金（如錫青銅、硅青銅、白銅、鎂合金等）的鑄錠或鑄件的一種退火方法。將鑄錠或鑄件加熱到各該合金的固相線溫度以下的某一較高溫度，長時間保溫，然后緩慢冷卻下來。均勻化退火是使合金中的元素發(fā)生固態(tài)擴散，來減輕化學成分不均勻性（偏析），主要是減輕晶粒尺度內(nèi)的化學成分不均勻性（晶內(nèi)偏析或稱枝晶偏析）。均勻化退火溫度所以如此之高，是為了加快合金元素擴散，盡可能縮短保溫時間。合金鋼的均勻化退火溫度遠高于Ac3，通常是1050～1200℃。非鐵合金錠進行均勻化退火的溫度一般是“0.95×固相線溫度(K)”，均勻化退火因加熱溫度高，保溫時間長，所以熱能消耗量大。