常用的球化退火工艺介绍

将钢材加热到一定温度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500℃以下在空气中冷却的热处理工艺称为退火。

退火的目的：

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，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。

3）消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。

退火种类通常包括完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、均匀化退火、再结晶退火等。

1.完全退火

将亚共析钢加热至临界相变点Ac₃以上20～30℃，保温足够时间奥氏体化后，随炉缓慢冷却，从而得到接近平衡的组织，这种热处理工艺称为完全退火。所谓“完全”是指退火时钢的内部组织全部进行了重结晶。通过完全退火来细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，便于切削加工，并为加工后零件的淬火做好组织准备。

完全退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸、锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般作为一些不重要工件的最终热处理，或作为某些工件的预备热处理。

2.不完全退火

不完全退火是将铁碳合金加热到临界相变点Ac₁～Ac₃之间温度，达到不完全奥氏体化，随之缓慢冷却的退火工艺。不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等，其目的是细化组织和降低硬度，加热温度为临界相变点Ac₁+（40～60）℃，保温后缓慢冷却。

3.等温退火(www.xing528.com)

等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于临界相变点Ac₃（或Ac₁）温度，保持适当时间后，较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持，使奥氏体转变为珠光体型组织，然后在空气中冷却的退火工艺。等温退火工艺应用于中碳合金钢和低合金钢，其目的是细化组织和降低硬度。亚共析钢加热温度为临界相变点Ac₃+（30～50）℃，过共析钢加热温度为临界相变点Ac₃+（20～40）℃，保持一定时间，随炉冷至稍低于临界相变点Ar₃温度进行等温转变，然后出炉空冷。等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。

4.球化退火

最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到临界相变点Ac₁以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于临界相变点Ar₁的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，等温球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。

球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢。其主要目的在于降低硬度，改善可加工性，并为以后淬火作好组织准备。

5.去应力退火

去应力退火又称低温退火，这种退火主要用来消除铸件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

去应力退火的加热温度低于相变温度A₁，因此，在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。为了使工件内应力消除得更彻底，在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉，然后以100℃/h左右的加热速度加热到规定温度。焊接件的加热温度应略高于600℃。保温时间视情况而定，通常为2～4h。铸件去应力退火的保温时间取上限，冷却速度控制在20～50℃/h，冷至300℃以下才能出炉空冷。

6.均匀化退火（扩散退火）

均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性，将其加热到高温，长时间保温，然后进行缓慢冷却，以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。均匀化退火的加热温度一般为临界相变点Ac₃+（150～200℃），即1050～1150℃，保温时间一般为10～15h，以保证扩散充分进行，达到消除或减少成分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高，时间长，晶粒粗大，为此，扩散退火后再进行完全退火或正火，使组织重新细化。

7.再结晶退火（中间退火）

再结晶退火是将经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的退火工艺。材料冷轧时的变形程度越大，则内应力越高，越处于不稳定状态，再结晶温度越低；材料的含碳量和磷硫杂质越高，再结晶温度越高；加热速度越快，再结晶温度越高。