钢的退火和正火工艺介绍

一、钢的退火

（一）退火的概念及目的

退火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火的主要目的是：降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；细化晶粒，改善组织，为零件的最终热处理做好准备；消除内应力，以防止工件变形、开裂。

（二）常用的退火方法

1.完全退火与等温退火

完全退火是把钢加热到Ac3以上30℃～50℃，保温一定时间，缓慢冷却，获得接近平衡组织的工艺方法。完全退火主要用于亚共析钢的锻件、铸件、热轧型材和焊件等。等温退火与完全退火加热温度完全相同，只是以较快速度冷却到珠光体转变温度区间，保温一定时间后空冷。等温退火主要用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢。

2.球化退火

球化退火是将钢加热到Ac1以上20℃～30℃，充分保温后，随炉缓冷的工艺方法。球化退火主要用于过共析钢，其目的是使钢中的渗碳体球状化，以降低钢的硬度，改善切削加工性，并为以后的热处理工序做好组织准备。

3.均匀化退火（扩散退火）

均匀化退火是将铸锭、铸件或锻坯加热到高温，并长时间保温后缓慢冷却的工艺方法。其目的是使钢的化学成分和组织均匀化。

4.去应力退火

去应力退火是将钢加热到A1以下某一温度，保温一定时间，然后随炉冷却。去应力退火过程中不发生组织的转变，目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。

二、钢的正火(www.xing528.com)

（一）正火的概念和目的

将钢加热到Ac3（或Accm）以上30℃～50℃，保温适当时间，在空气中冷却的工艺方法称正火。正火与退火的目的基本相同，区别是正火冷却速度稍快，得到的组织细小。因此中、低碳钢正火后的强度、硬度、韧性均比退火后高，而且塑性并不降低。

（二）正火的应用

（1）用于改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性能。

（2）用于普通结构零件、大型结构零件和结构复杂零件的最终热处理。

（3）用于比较重要的低、中碳结构钢零件（或工件）的预先热处理。

三、正火和退火的选择

（1）从切削加工性能考虑：一般来说，硬度在160～230HBS范围内的钢材，其切削加工性能较好。低碳钢和低碳合金钢退火后的硬度小于150HBS，切削加工时易粘刀，同时零件的表面质量也差。正火后，硬度调整在160～230HBS范围内，从而改善了切削加工性能。中碳钢正火和退火后的硬度均在160～230HBS范围内。虽然正火后的硬度比退火略高一些，但是考虑到退火比正火的生产周期长，成本高，因此一般含碳量小于0.5%的碳钢应选择正火。高碳钢和高碳合金钢一般以退火为主。

（2）从使用性能考虑：对于亚共析钢来说，正火处理比退火具有较好的机械性能。若零件的性能要求不高，往往用正火代替淬火加回火处理，作为这类零件的最终热处理，以避免开裂。对于比较重要的低、中碳结构钢零件（或工件），可采用正火作为预备热处理。对于结构复杂零件，则用退火代替正火。当钢中有网状渗碳体时，可采用正火去除。

（3）从经济性考虑：由于正火比退火的生产周期短，成本低，操作方便，因此在条件许可的情况下应尽可能采用正火。

各种退火和正火加热温度与工艺曲线示意图如图3－24所示。

图3－24　各种退火和正火加热温度与工艺曲线示意图