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(shí)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(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。準(zhǔn)確的說(shuō)，退火是一種對(duì)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(lái)干什么？

(1) 降低硬度，改善切削加工性。

(2)消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；

(3)細(xì)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?yàn)橐院鬅崽幚碜鼋M織準(zhǔn)備。
在生產(chǎn)中，退火工藝應(yīng)用很廣泛。根據(jù)被加工金屬件對(duì)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(yīng)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(dá)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(xì)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(yīng)用于平衡加熱和冷卻時(shí)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?xún)?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(guò)程中各發(fā)生一次相變重結(jié)晶，故稱(chēng)為重結(jié)晶退火，常被簡(jiǎn)稱(chēng)為退火。

完全退火相當(dāng)普遍地應(yīng)用于鋼類(lèi)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(guò)共析鋼）以上30～50℃，保持適當(dāng)時(shí)間，然后緩慢冷卻下來(lái)。通過(guò)加熱過(guò)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(guò)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(xì)、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(chēng)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(guò)共析鋼），使鋼發(fā)生部分的重結(jié)晶者，稱(chēng)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(xì)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(shí)，形成的珠光體較細(xì)、硬度較高；若停鍛、停軋溫度過(guò)低，鋼件中還有大的內(nèi)應(yīng)力。此時(shí)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(xì)，同時(shí)也降低硬度，消除內(nèi)應(yīng)力，改善被切削性。此外，退火溫度在Ac1與Acm之間的過(guò)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(shí)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(xì)化晶粒，也進(jìn)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(dāng)時(shí)間，使合金轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪嗟募?xì)小晶粒；然后緩慢冷卻下來(lái)，使β相再轉(zhuǎn)變?yōu)棣料嗷颚?β兩相的細(xì)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(shí)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(xì)化晶粒，也進(jìn)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(dāng)時(shí)間，使合金轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪嗟募?xì)小晶粒；然后緩慢冷卻下來(lái)，使β相再轉(zhuǎn)變?yōu)棣料嗷颚?β兩相的細(xì)小晶粒。

3.去應(yīng)力式退火

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

4.等溫式退火

等溫式退火是應(yīng)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(duì)鋼來(lái)說(shuō)，是緩慢加熱到 Ac3（亞共析鋼）或 Ac1（共析鋼和過(guò)共析鋼）以上不多的溫度，保溫一段時(shí)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(guò)共析鋼還有先共析滲碳體）為止，最后以任意速度冷卻下來(lái)(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(shí)間，主要根據(jù)退火后所要求的硬度來(lái)確定。等溫溫度不可過(guò)低或過(guò)高，過(guò)低則退火后硬度偏高；過(guò)高則等溫保持時(shí)間需要延長(zhǎng)。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(fù)雜，所以通常主要是應(yīng)用于過(guò)冷奧氏體在珠光體型相變溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變相當(dāng)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(shí)，很不經(jīng)濟(jì)；采用等溫退火則能大大縮短生產(chǎn)周期，并能使整個(gè)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(lái)用。例如，若讓空冷淬硬性合金鋼由高溫空冷到室溫時(shí)，當(dāng)心部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體之時(shí)，在已發(fā)生了馬氏體相變的外層就會(huì)出現(xiàn)裂紋；若將該類(lèi)鋼的熱鋼錠或鋼坯在冷卻過(guò)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(dāng)穩(wěn)定，容易被過(guò)冷。過(guò)冷的β相，其等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)與鋼的過(guò)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(xì)、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(yīng)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(lái)。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(chēng)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(duì)工具鋼來(lái)說(shuō)，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(chēng)擴(kuò)散退火。應(yīng)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(xiàn)溫度以下的某一較高溫度，長(zhǎng)時(shí)間保溫，然后緩慢冷卻下來(lái)。均勻化退火是使合金中的元素發(fā)生固態(tài)擴(kuò)散，來(lái)減輕化學(xué)成分不均勻性（偏析），主要是減輕晶粒尺度內(nèi)的化學(xué)成分不均勻性（晶內(nèi)偏析或稱(chēng)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?cái)U(kuò)散，盡可能縮短保溫時(shí)間。合金鋼的均勻化退火溫度遠(yuǎn)高于Ac3，通常是1050～1200℃。非鐵合金錠進(jìn)行均勻化退火的溫度一般是“0.95×固相線(xiàn)溫度(K)”，均勻化退火因加熱溫度高，保溫時(shí)間長(zhǎng)，所以熱能消耗量大。