浅谈金属热处理之退火

襄阳汽车职业技术学院 王俊雄

退火的定义是指将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后进行缓慢冷却的工艺过程。材料的退火可以使其内部组织结构接近平衡状态，使工件获得良好的使用性能及工艺性能，并为其进一步的淬火作好组织准备。

钢的退火工艺种类很多，根据钢的成分不同、原始状态不同及使用目的不同，我们将退火分为球化退火、去应力退火、扩散退火、完全退火、再结晶退火、等温退火和不完全退火等。

退火有个重要的工艺参数，即退火温度（也称最高的加热温度）。

（1）扩散退火（又称均匀化退火）。扩散退火是指将工件加热到适当的温度，然后进行长时间保温，使组织内的原子扩散充分，然后慢慢冷却的退火工艺，扩散退火的目的是使工件的组织均匀化，减小成分偏析。加热温度：一般在钢的熔点以下100～200℃；保温时间：一般为10～20 h；冷却方法：随炉冷却至500～350℃后出炉空冷。扩散退火后必须再进行一次完全退火或正火，以细化晶粒，改善组织。扩散退火主要用于消除或改善铸锭、铸件或锻坯等化学成分偏析和组织的不均匀。

（2）完全退火。完全退火是指将亚共析钢加热到Ac3以上30～50℃，使其完全奥氏体化，保温一定时间后，缓慢冷却（随炉或埋入干砂、石灰中），以获得接近平衡组织的热处理工艺。

加热温度：Ac3以上30～50℃；

保温时间：一般为2～3 h；冷却方法：保温完成后，停止加热，随炉冷却至500℃左右后出炉空冷。

完全退火的主要目的是细化晶粒，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能。

（3）等温退火。等温退火是将工件加热到适当的温度，保温一定时间后较快冷却到珠光体温度区间的某一温度，并保持等温使其奥氏体转变为珠光体组织，然后空冷的热处理工艺。

加热温度：亚共析钢Ac3以上30～50℃；共析钢和过共析钢Ac1以上10～20℃。保温时间：一般为2～4 h；冷却方法：随炉较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度，保持等温使奥氏体转变为珠光体型组织，然后出炉空冷。等温退火的目的与完全退火相同，且能得到更为均匀的组织和硬度，可有效缩短退火时间。

（4）球化退火。球化退火是将钢加热到Ac1以上10～20℃，保温一段时间后以适当的方式冷却使钢中的碳化物球状化的工艺方法。加热温度：Ac1以上20～30℃。保温时间：根据材料和工件的实际情况确定保温时间；冷却方法：以不大于50℃/h的速度随炉冷却。球化退火的目的是降低工件的硬度，改善其切削加工性能，提高其塑性、韧性。

（5）去应力退火。去应力退火是指将钢件加热到Ac1以下100～200℃，保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法。加热温度：Ac1以下100～200℃（一般取500～650℃）；保温时间：适当时间（一般按3min/mm计算）；冷却方法：随炉冷却至200℃后出炉空冷。去应力退火是为了去除工件由于塑性形变加工、焊接等造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火。

（6）再结晶退火。金属经过冷变形加工后，其晶粒被冷加工所挤碎、压扁或拉长，再经保温后按某一方式进行冷却的热处理工艺称为再结晶退火。加热温度：再结晶温度以上100～200℃；保温时间：以完成晶粒转变为准；冷却方法：随炉冷却至某一温度，然后出炉空冷至室温。再结晶退火目的是通过加热使变形的晶粒原子活化，然后重新结晶成均匀的晶粒，从而消除组织残余应力，降低工件硬度和强度，提高其塑性，以便于进一步冷加工。

（7）不完全退火。将工件加热到Ac1与Accm或Ac1与Ac3之间某一温度，保温后缓慢冷却的热处理工艺称为不完全退火。加热温度：Ac1与Accm或Ac1与Ac3之间某一温度；保温时间：一般为2～3 h；冷却方法：随炉冷却至某一温度后出炉空冷。不完全退火的加热温度比完全退火的加热温度低，是将工件加热到半奥氏体化进行退火，可以应用于过共析钢和亚共析钢，目的是消除工件中残余的内应力，降低珠光体组织的硬度。退火的目的在于：①细化晶体的晶粒，均匀工件内部组织，减小成分偏析，为以后的热处理工艺做好组织上的准备；②消除工件内部残余的内应力，以防工件内应力过大而开裂或变形；③降低工件的硬度，提高其塑性，以便于以后的冷变形加工和切削加工。

[1]《有色金属及其热处理》编辑组[M].有色金属及其热处理.1版.北京：国防工业出版社，1981.

[2]刘永铨主编.钢的热处理[M].1版.北京：冶金工业出版社，1981.