工程材料--钢的退火和正火

1、第三节第三节 钢的退火和正火钢的退火和正火“四火”在零件制造中的地位：铸、锻成坯预备HT机加工最终HT退、正火主要用于淬、回火主要用于一、一、 退火退火 将钢加热至适当温度，保温后获得的热处理工艺称退火。 分类： 根据处理的目的和要求不同，可分为: 完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火等。图7-30 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图 (a)加热温度范围 (b)工艺曲线（一）完全退火（一）完全退火（重结晶退火） 1、适用钢种：亚共析钢亚共析钢 2、定义：指将钢加热至AC3以上(30-50)，保温后缓冷的热处理工艺 3、目的：降低硬度以利切削； 调整组织为淬火做准备。 4

2、、获得组织：铁素体片状珠光体 （二）等温退火（二）等温退火 1、适用钢种：各类钢种 2、定义：将钢加热到高于AC3(亚共析钢)或AC1 ACm之间(过共析钢),待奥氏体化后的钢较快地冷却至低于Ar1的温度等温停留，使工件在高温区等温转变完成后，再空冷至室温的退火工艺。 3、目的：与完全退火相同。但等温退火可大大缩短退火时间，且所得组织比较均匀 。（三）（三） 球化退火球化退火 1、适用钢种：共析钢、过共析钢 2、定义：使钢获得弥散分布于铁素体基体上的细粒状渗碳体组织. 3、目的： 使Fe3C(珠光体内的片状渗碳体和二次渗碳体)球化，获得球状珠光体组织。以降低硬度和脆性，改善切削性能，并为淬火做

3、组织准备。 4、获得组织：球状球状 P P。 （四）（四） 扩散退火（扩散退火（均匀化退火）均匀化退火） 1、适用范围：优质合金钢、偏析严重的合金钢铸件、锻件及钢锭 2、定义：指将工件加热到固相线以下 100 200，长时间保温（1015小时）后缓慢冷却，以消除晶内偏析，使成分均匀化的HT工艺 3、目的：改善和消除铸件或铸锭的枝晶偏析及 区域偏析。 4、获得组织：平衡组织或接近平衡组织（五）（五） 去应力退火去应力退火 1、适用范围：铸、锻、焊、冷加工钢件 2、定义：指将工件加热至Ac1以下某一温度（一般在500650500650）保温后随炉冷却的 HT工艺。 3、目的：消除铸、锻、焊、冷冲压

4、、机加工件的内应力，稳定尺寸，防止使用时工件的变形和开裂。 4、获得组织：不变（六）再结晶退火（六）再结晶退火 1、定义：将在再结晶温度以上加热,使变形晶粒重新形核,变成细小的等轴晶,并消除冷变形加工硬化作用,使硬度降低,内应力消除的工艺. 2、目的： （1）消除加工硬化，恢复塑性； （2）细化组织，提高性能。细晶组织冷变形工件再结晶退火P+F或P+Cm消除铸造缺陷，偏析铸件扩散退火不变消除内，防变形、开裂铸、锻、焊、冷加工件去应力退火球状P共、过共析球化退火P、P+F或P+Fe3CII高合金钢等温退火P+F降低硬度以利切削，细化晶粒为淬火准备条件亚共完全退火所得组织所得组织处理目的处理目的适

5、合钢种适合钢种种类种类二、二、 正火（常化处理）正火（常化处理） 指将钢加热至Ac3或Accm以上3050，保温后空冷得到珠光体类（S 体）组织的热处理工艺。应用：1）作为预先热处理 2）作为最终热处理 3）改善切削加工性能F+S或S先退或正火，以减少组织遗传，保证返修效果HT 返修品S消除网状CmII过共析钢F+S或S代替调质简化工艺获得较高综合机械性能大型中碳钢F+S提高硬度以利切削细化组织为淬火准备条件低碳钢所得组织所得组织处理目的处理目的适合钢种适合钢种第四节第四节 钢的淬火钢的淬火 定义：将钢加热到临界点以上，保温后以大于临界冷却速度（Vk ）的速度冷却，使 A体转变为 M 体的热处

6、理工艺 。 目的：得到全部的马氏体（M），为随后回火工艺做好组织准备。 一、淬火加热温度一、淬火加热温度 亚共析：Ac3 + (3050) 共、过共析： Ac1 + (3050) 图733 钢的淬火温度范围二、加热时间的确定二、加热时间的确定 与钢的成分、工件尺寸、大小、装炉量等有关，以保证热透、完成组织转变为原则。三、淬火冷却介质三、淬火冷却介质 基本要求：得到M体；淬火内小 二个主要问题：冷却介质、冷却方式 常用冷却介质：常用冷却介质：盐水、水、油等 四、淬火方式四、淬火方式 常用有：单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火等。第五节钢第五节钢 的的 回回 火火 指指将淬火钢(组织为M)重新

7、加热到 A1 以下的某一温度，保温后冷却的热处理工艺。 一、一、 回火的目的回火的目的 1、减少或消除内应力。 2、获得要求的力学性能（强度、硬度、塑性、韧性等）。 3、 稳定工件尺寸 。 4、某些高淬透性的合金钢，可采用 淬火 + 高温 回火代替退火来降低硬度。 二、二、 淬火钢在回火时的转变淬火钢在回火时的转变 （以碳钢为例） 1、（ 250）M分解和 回火M 的形成 2、（150350 ）残余A的分解 3 3、（250450 ）F 的回复与 回火 T 的形成 4、（ 450 650）Cm 的聚集长大，相再 结晶及回火 S 的形成三、回火过程中性能的变化三、回火过程中性能的变化四、回火的分

8、类和应用四、回火的分类和应用（一）低温回火（200左右） 1、组织转变 M 分 解：析出微细的-碳化物 A残分解： 2、所得组织及其性能 组织：F过微细-碳化物 = 回火M 性能：与淬M比，b、HB稍有或变化不 大， 内，脆性 3、应用回火回火M淬火淬火M回火回火M与淬火与淬火M组织比较组织比较（二）中温回火（400左右） 1、组织转变相处于回复阶段 晶格畸变 F 成分正常化（ 含0.0008C）碳化物（ Cem）长大为：极细粒（或片）状2、所得组织与性能组织：F回复极细Cem = 回T性能：高e、 s 、-1，一定的韧性 3、应用：用于大截面尺寸弹簧钢（如6070#）的回火回火回火TT回火回火T与与T组织形态比较组织形态比较（三）高温回火 1、组织转变晶格正常化（bcc）F 成分正常化（含0.0008C）碳化物长大为：细粒状2、所得组织与性能组织：