不完全退火消除亚共析钢内应力

1.定义 将钢加热至临界点Ac₁以上或以下温度，在该温度保持一段时间，然后缓慢而均匀地冷却（一般随炉冷却）以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。

2.目的

1）降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。

2）细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能。

3）消除钢中的残留内应力，以防止变形和开裂。

3.退火的种类 常用的退火方法有完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火和去应力退火等几种。

（1）完全退火 将钢件或钢材加热至Ac₃点以上的20～30℃，经完全奥氏体化后进行缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的工艺称为完全退火。它可以降低钢的强度，细化晶粒，充分消除内应力。

完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件等。

（2）扩散退火 扩散退火又称为均匀化退火，它是将钢锭、铸件或锻坯加热至Ac₃点或Ac₃点以上的150～300℃的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。(www.xing528.com)

（3）球化退火 为使钢中碳化物呈球状化而进行的退火称为球化退火。球化退火加热温度一般在Ac₁点以上的20～30℃，保温时间也不能太长，一般为2～4h，冷却方式通常采用炉冷。它不但可使材料硬度降低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件的变形和开裂倾向小。

球化退火适用于碳素工具钢、合金工具钢及轴承钢等。

（4）不完全退火 不完全退火是将钢加热至Ac₁～Ac₃（亚共析钢）或Ac₁～Ac_cm（过共析钢）之间，经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。由于加热至两相区温度，仅使奥氏体发生重结晶，故基本上不改变先共析铁素体或渗碳体的形态及分布。如果亚共析钢原始组织中的铁素体已均匀细小，只是珠光体片间距小，硬度偏高，内应力较大，那么只要在Ac₁以上、Ac₃以下温度进行不完全退火即可达到降低硬度、消除内应力的目的。由于不完全退火的加热温度低，时间短，因此对于亚共析钢的锻件来说，若其锻造工艺正常，钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火。

不完全退火主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度、改善切削加工性。故不完全退火又称球化退火。实际上球化退火是不完全退火的一种。

（5）去应力退火 钢材在热轧或锻造后，在冷却过程中因表面和心部冷却速度不同造成内外温差会产生残留内应力。这种内应力和后续工艺因素产生的应力叠加，易使工件发生变形和开裂。焊接件焊缝处由于组织不均匀也存在很大的内应力，显著地降低焊接接头的强度。为了消除由于变形加工以及铸造、焊接过程引起的残留内应力而进行的退火称为去应力退火。除消除内应力外，去应力退火还可降低硬度，提高尺寸稳定性，防止工件的变形和开裂。

钢的去应力退火加热温度较宽，但不超过Ac₁点，一般在500～650℃之间。铸铁件去应力退火温度一般为500～550℃，超过550℃容易造成珠光体的石墨化。焊接件的退火温度一般为500～600℃。一些大的焊接件，难以在加热炉内进行去应力退火。常常采用火焰或工频感应加热局部退火，其退火加热温度一般略高于炉内加热。

去应力退火后的冷却应尽量缓慢，以免产生新的应力。