[工作]第2章+钢的退火与正火.doc

[工作]第2章钢的退火与正火第2章退火与正火将金属及其合金加热、保温和冷却,使其组织结构达到或接***衡状态的热处理工艺称为退火或正火。退火一般是在炉内缓冷,正火—般是空冷。主要应用于各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品消除冶金及热加工过程中产生的缺陷,并为以后的机械加工及热处理准备良好的组织状态。因此,通常把退火及正火称为预先热处理。此外,通过正火可以细化组织,适当提高强度,也可作为某些钢件的最后热处理工艺。钢的退火与正火工艺需遵循奥氏体形成和珠光体转变的基本规律。、退火工艺的分类退火工艺方法可以从不同的角度分类:按退火目的不同,可划分为:均匀化退火(扩散退火),改善切削加工性的退火(完全退火及球化退火),去除内应力退火,去氢退火等等。按在退火时组织转变特点可以划分为:细化晶粒退火,再结晶退火,球化退火,消除组织结构遗传性的退火,消除铜中白点的退火(去氢),可锻化退火,脱碳退火等。按退火工艺方法来分类有:低温退火,不完全退火,完全退火,等温退火,高温退火(扩散退火),氢气退火(在氢气中保护),磁场退火,光亮退火等。按处理对象不同又可分为:铸件(锭)的退火,锻轧件(轧材)的退火,焊接件退火,粉末冶金零件的退火等等。常用退火方法的主要特点及应用范围见表2-1。在机器制造加工工艺过程中,退火工序总是安排在毛坯成型与粗加工之间,但为了冷热加工工序之间相互衔接及工件本身性能的要求,在总的加工工艺过程中,还经常进行多次目的不同的退火。以滚珠轴承的生产为例,从钢锭到成品之间可能要经过扩散退火、脱氢退火、球化退火、去除内应力退火等工序。二、退火工艺的基本原则各类退火方法都要求获得平衡的组织结构。因此,要保证良好的退火,必须首先使钢加热到适当的奥氏体状态,然后将奥氏体过冷到适当的亚临界温度使其发生分解。对于低温退火和再结晶退火,由于只需结构转变而无需组织转变,可在低于临界温度下加热,保温和冷却,从而使钢达到平衡状态。从珠光体相变的普遍规律中,我们可以归纳出退火工艺必须遵循以下原则:1(钢中奥氏体成分愈均匀,退火后将愈容易形成片层状珠光体。反之,钢中奥氏体成分愈不均匀,珠光体转变时愈易获得球状或粒状珠光体。表2-1常用退火工艺方法组织性能的变名称工艺曲线工艺特点适用范围化消除铸、锻、焊铸、锻、焊、机加热温度:<AA1l及切削加工过械加工等各类金550,650C碳钢及低合金钢550~650C程中的内应力,属材料制品500高合金工具钢600~750C?低温退火使其达到稳定C加热速度:100~150C/h空冷状态保温时间:3~5min/mmτ冷却速度:50~100C/h发生恢复再经冷加工成型的加热温度:>TR结晶过程使变各类制品A1T+150-250RT+150~250C(?CTR再结晶退火点)等轴晶粒消除保温时间:~1h冷作硬化效应冷却:空冷τ及内应力均匀化学成分铸锭或铸件加热温度:>A?A线c3cm消除改善显微在固相线以下高温加热A3组织的偏析碳钢1100~1200CA?1扩散退火保温时间:十几小时到几十小时τ冷却速度:同完全退火为细化晶粒往往还需补充退火加热温度:A,30~3加热速度:碳钢200C/h;AC3AC1低合金钢:100C细化晶粒、降低?亚共析钢铸锻完全退火/h;硬度、~%高合金钢:50C/h性,去除内应力τ保温时间:碳钢15~2min/mm冷却:<300C空冷同上,~%加热温度:视对组织的要求而定,AC3要求获得片状亚共析钢铸锻可与完全退火相同或与球化退火AC1或粒状珠光体件加热温度相同(A~A)c3cl?~%等温退火等温温度:由钢材成分及退火后过共析钢的球化硬度要求而定τ退火等温后冷却:可空冷到室温,大件需要缓冷到<500C空冷加热温度:<A使碳化物球化,共析,过共析钢cm1)加热到略高于A长时间保可改善共折、过的锻轧件c1AC3温后缓冷到小于500C空冷共析钢的切削AC12)加热到A+20~30C透烧加工性,降低硬cl?321球化退火后快冷到A-20~30C保温反度r1复循环数次后缓冷到小于500τC3)等温球化退火,加热到Ac1+20~30C再快冷到A以下rl保温然后可空冷2(使钢经退火软化的最佳规范是将钢加热到临界温度以上约30~40C的温度(亚共析钢在A以上),然后在低于A不超过40C的温度范围令其发生珠光体C3C1转变,即奥氏体化温度近似等于A(A),(30~40C)C3C1珠光休转变的温度近似等于A,(30~40C)r13(实现上述软化退火必须缓冷才能保证在预期的过冷度条件下进行珠光体转变,但所需工艺周期很长,尤其是合金钢。因此,可以采用奥氏体化后快冷到低于临界温度30~40?的等温炉中施行等温分解,