卷材加工之退火

4-4-8第四章退火一、金属学根本概念合金工业上广泛应用的钢铁材料就是铁和碳组成的合金。组元组成合金最简洁的、最根本的、能够独立存在的元素称为组元，简称元。组FeCAlOCaO3 23合金按组元的数目可分为二元合金、三元合金及多元合金。合金系相称为相。如均匀的液体称为单相，液相和固一样时存在则称为两相。组织的，合金的组织可以是一个相或多个相组成。铁素体(F)α固溶体)。通常用α铁中的溶解度微小，随温度的上升略有增加，在室温时的溶解度仅有0.008%，在727℃时最大溶解度为σHBS=80，塑性和韧性则很高，δ50%。7.奥氏体(A)

=250MPa，bγ固溶体)，通常用符号Aγ727℃2.11727℃以进展锻造或轧制时所要求的组织。渗碳体(FeC)3FeC，6.69%，其晶胞是八面体，晶3格构造格外简洁。渗碳体的性能很硬很脆，HBW≈800，δ≈0。渗碳体在钢中主高，而塑性下降。珠光体(P)P〔20～25〕%。莱氏体(Ld

b奥氏体与渗碳体的机械混合物称为莱氏体，用符号LdC=4.3%的铁碳合金液体在1148℃727℃时将转变为珠光727℃以下，莱氏体由珠光体和渗碳体组成的机械混合物称为低温莱氏体，用符号Ld′表示。莱氏体的机械性能和渗碳体相像，硬度很高，塑性很差。铁碳合金相图总结出来的。由于C>6.69%的铁碳合金脆性极大，没有使用价值，因此相图成分6.69%的合金局部，如以下图是简化了的铁碳合金相图。二、退火的应用度下停留一段时间，然后渐渐冷却到确定温度(600℃左右)出炉，再在空气中分为以下几种方式：完全退火将带钢加热到AC3600℃小于0.8％的亚共析钢带和共析钢带，过共析钢不宜承受这种方法。因其承受完状组织或魏氏组织(钢过热时，奥氏体晶粒长大，而后在快冷时沿确定方向形成脆而粗大的针状组织，即魏氏组织；亦可用正火方法消退)，同时，使带钢软化温时间不宜过长，否则会引起晶粒的粗大。由于合金元素(除锰外)大都有阻挡晶了。Ac1与AC3之间的一个温度，而加热时间，保温时间，冷却速度等均与完全退火一样，至于加热温度，就碳钢而言一般在AC1以上40～60℃之间，而合金钢则视其AC1AC130～50由于不完全退火只能使带钢中的局部组织(珠光体)发生重结晶细化，但处理后仍有局部原始组织(铁素体或渗碳体)保存下来，因此这种退火只用于已经经过正确热轧或退火后的亚共析钢。不需要转变其组织仅为消退内部具有较大的应脆性、硬度，从而降低了带钢的力学性能。等温退火是完全退火的一种类型。它是将带钢加热到AC3以上温度保值。AC1以上温度(比不完全退火更低些Ar1500～600℃出炉，空冷至室温。由于这种退火后，珠光体中的渗碳体及过剩(二次)渗碳体都呈球状分布，故称球化AC1不多些残粒便成为渗碳体聚拢的核心，因而得到的珠光体呈球状(即粒状渗碳体)分布在铁素体基体上。再结晶退火又谓低温退火。它不同于上述的各种退火，它是将带钢加热AC1温度(600～680℃)，并在此温度保温一)，使晶粒恢复原状，然后在空气中冷却。再结晶退火，主要用钢的组织处于稳定的状态，提高带钢的塑性，到达进一步轧制的目的。5％～时，它的再结晶退火温度必需依据带钢的具体要求来确定。Ac3(亚共析钢)或Acm(过共析钢)，以上保温一段时间，然后在空气中冷却。可见，它与完全退火不同之处是冷却速度较快，故获得较细的晶粒。(碳小Ac3Acm100～150℃。细化晶粒，增加塑性、消退内应力，使冷轧得以连续进展。因此，退火已被广泛用于作为冷轧带钢生产中消退加工硬化和把握其性能的一个重要手段。成品退火等几种。1、坯料退火的。又如，亚共析钢的终轧温度略高于Ar3相变点，此时为单相体晶粒，组织均匀Ar3织(奥氏体和铁素体)，又可改善士丕料的原始组织，降低带钢坯的硬度，使其适合于冷轧的要求。些有特别要求的带钢如硅钢带的坯料退火，其主要目的只是为了脱碳。2、中间退火所承受的退火温度就应当以能使带钢充分再结晶而又不造成晶粒的过大过长为求的中间退火如硅钢的中间脱碳退火，可称之为脱碳退火。3、成品退火的晶粒组织，使之适合于成品用途的要求。性能的关键一环，因此称其为成品退火。把握性能，此时更需综合考虑各有关因素。三、退火机理及作用退火是能使带钢的组织和性能发生显著变化的一个重要方法。1％～l0％的能量以各种应变能的形式储存在带钢中(组织和性能恢复到变形前的状态。过程。回复和其他物理性质产生局部变化。在一般冶金学变化中存在所谓埋伏期(即指通常存在变化，但没有表现出来的期间)，但是，回复时没有埋伏期。另外，加工状态下的性质通过回复向退火状态变化的速度依靠于加工硬化速率的大小。就是何组织变化的。再结晶结晶的材料，硬度和强度都要降低，回复了富有延性的加工前的状态。长大晶粒成为再结晶的核，也有进一步长大成大晶粒的现象。晶粒长大大速度变慢。是相互重合的，很难明确地区分。原始晶粒度、金属的纯度及成分有关，通常有如下规律。1、为了产生再结晶，必要的冷塑性变形量有一最小临界值；因而，再结晶温度愈低，变形量越小，再结晶温度越高；3、再结晶退火，当温度低时，必需延长退火时间；4、再结晶后的晶粒度主要取决于加工度，但多少也依靠于退火温度。变形量越大，退火温度越低，晶粒直径就越小；5、原始晶粒愈粗大，变形阻力愈小，变形后内能集聚较少，所以，再结晶温度较高，为发生再结晶所必需的变形就越多；6、再结晶完毕后，还连续加热时，晶粒直径增大；7、一般合金元素参与量愈高，再结晶温度愈高。温温度愈低，晶粒愈细。而再结晶形核时机愈多，所得晶粒亦愈细。四、退火设备及工艺1、紧卷罩式退火卷退火、连续退火那样开卷，而且有外表不易擦伤，投资廉价等优点。在底盘内有一个鼓风机使保护气氛循环，而且在卷与卷间插入对流器，其作合金制管中注水，或通过热交换器把保护气体抽出炉外的冷却方法。(3～4)2、典型退火工艺种规定，但一般来说，要遵照下面规章：延长率增加，加工性能得到改善。假设退火温度过高，就会促使再结晶晶粒粗大化，往往加工外表粗糙(所谓粒状外表)。为了使钢中固溶碳和氮充分析出，承受缓冷方法，形成软质钢板。紧卷3、气体保护光亮退火中，为预防钢带氧化和脱碳，常用氨分解气氛进展保护。液氨NH75〔H225〔N，从而削减炉气中氧气〔O2〕和钢带的反响。氨分解应留意：氨分解炉温应把握在800~850℃，使氨能够充分分解；分解后的气体露点应把握在-20℃左右，使气体枯燥，防止水分进入炉内使钢带氧化；0.05MPa左右。五、退火常见缺陷脱碳带钢在退火时，由于炉内气氛的作用使带钢表层中的碳局部丧失度，耐磨性和疲乏极限。造成带钢外表脱碳的炉气有氧气(O2)、二氧化碳(CO2)和水蒸气(H2O)等。除此之外，带钢的化学成分、加热温度和加热时间也影将响脱碳程度也增加，为防止带钢外表脱碳，可承受保护气氛光亮退火。氧化(发蓝) 退火后带钢外表呈蓝色薄层。产生缘由：带钢退火时与氧化性气氛反响，对使用保护气氛则由于炉中保护(400—550℃与空气接触)及填料不干净等都将造成氧化。炉型，合理选用保护气氛及用量。(1)粗晶粒断口塑性差，断口肉眼可见粗大晶粒。产生缘由：带钢在退火时，温度偏高或保温过长以及经过5％15％压下率也会使带钢的塑性大大降低。般，过热程度猛烈的带钢，可重复屡次，为了防止过热，应按工艺执行，否则，进一步进展，只不过过热可设法挽救，而过烧是无法补救，只有报废。细晶粒断口某些经冷轧的带钢退火后虽然具有细晶粒断口，但塑性很部再结晶而造成。消退这种缺陷的方法是重进展退火。球化不良碳素工具钢、合金工具钢等碳含量较高的带钢，经退火后的片状珠光体或球化不完全(片状珠光体+球状珠光体)。另外，球化组织中的碳化火来消退。力学性能不均带钢经退火后，沿其长度或宽度各处的机械性能差异。产生缘由：主要是由于退火炉的传热不均，温度差太大所致。这种性能不均品质量，而且简洁造成设备事故。硬度过高这种缺陷常发生于