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第九章退火与正火一、钢的退火二、钢的正火返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT将金属加热、保温、冷却，使其获得接近平衡状态的热处理工艺----退火或正火。(P转变）退火----缓冷，正火----空冷。返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT一、退火将钢加热、保温，然后缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的热处理工艺。特点：加热温度范围广；慢冷得到珠光体类组织目的：降低硬度，便于切削加工消除内应力或冷作硬化改善组织（铸、锻、焊时的缺陷）；细化晶粒为最终热处理做组织准备返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT分类：完全退火、球化退火、去应力退火、扩散退火等。返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT1.扩散退火目的：改善和消除在冶金过程中形成的成分不均匀性规范：在较高的加热温度下长时间保温，然后缓慢冷却到室温Ac3或Accm以上150～300℃，长时间保温（10h以上）应用：脱氢退火（在高温下使有害气体脱溶析出）均匀化退火（改善铸造偏析、轧制偏析）返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT1.扩散退火1.1脱氢退火（1）氢存在形式溶解于固溶体中的氢，易使钢产生白点，出现裂纹；脱氢退火消除。存在于位错、孪晶、晶界处氢，只能采用压力加工方式消除。（2）加热温度确定原则在该温度下氢的溶解度小、并且扩散速度快。一般情况下珠光体转变的鼻子温度作为脱氢退火温度。（3）典型应用大型碳钢锻件加热到620℃，保温10h后缓慢冷却。返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT1.扩散退火1.2均匀化退火（1）偏析存在形式及危害铸造化学成分不均匀、非金属夹杂物分布不均匀、微气泡和气孔造成偏析。偏析直接导致大型铸件各处成分和组织不均匀、产生组织应力、出现裂纹、机械性能恶化。（2）工艺Ac3或Accm以上150～300℃，长时间保温（10h以上）返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT一般扩散退火后，晶粒会非常粗大，对于已成型铸件，需再进行细化晶粒处理。返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT2、完全退火适用：亚共析钢温度：Ac3+30～50℃，保温时间：长时间保温，一般1h/25mm;冷却速度：随炉缓冷，目的：降低硬度，消除内应力细化晶粒，均匀组织组织：F+P（接近平衡态）过共析钢能采用完全退火吗？国内定义：加热使钢完全A化后缓冷的工艺国外定义：获得最低硬度的退火返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT3.球化退火适用：过共析钢和合金工具钢。目的：降低硬度、均匀组织、改善切削性能，获得粒状珠光体，为淬火作组织准备。碳化物溶断机理2.swf获得球状珠光体的途径：片状P的球化由A转变为球状PM高温回火（回火索氏体）球化热处理典型工艺（讲义P68表2-7）返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT片状P加热略高于A1A＋未溶Fe3C保温A＋粒状Fe3C缓冷粒状P片状P长时间保温略低于A1粒状P球化过程最慢返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT珠光体球化过程返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT影响球化的因素：1、加热温度和保温时间2、冷却速度3、原始组织4、塑性变形返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT4、再结晶退火（临界点以下温度）加热温度：A1以下并接近A1点附近温度长时间保温；冷却：空冷；组织：发生恢复再结晶，使变形晶粒为细小等轴晶粒性能：强度和硬度下降，塑性提高，内应力消除。返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT5.低温退火（去应力退火）规范：加热温度：＜A1，加热速度：100—150℃/h，保温时间：3—5min/mm，冷却速度：50--100℃/h。目的：消除铸、锻、焊及切削加工过程内应力。特征：组织不发生变化。亚结构发生变化。返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT二、正火正火是把零件加温到临界温度以上30～50℃,保温一段时间,然后在空气中冷却。正火的应用：①低、中碳结构钢的预先热处理；②不重要结构零件的最终热处理；③抑制或消除过共析钢的网状碳化物。正火温度工艺规范加热温度：Ac3或Accm+30—50℃；保温时间：完全奥氏体化冷却速度：空冷（冷却速度比退火快）组织：细珠光体返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT冷却速度：正火退火晶粒大小：正火退火珠光体含量：正火退火力学性能：正火退火三、正火与退火的区别40钢退火组织40钢正火组织热处理与硬度关系合适切削加工硬度返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT四、正火与退火的正确选用改善切削加工性改善冷变形性能球化退火和再结晶退火返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT改善组织缺陷并为淬火作组织准备亚共析钢：完全退火或正火过共析钢：正火＋球化退火去应力、均匀成分等主要用退火问题：用T10（1％C）钢制造手工锯条，请给出热处理工艺路线，及各处理工序后的组织。正火→球化退火→淬火→低温回火不重要件最终热处理主要用正火返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT正火与退火的常见缺陷1、硬度偏高2、网状组织3、脱碳4、退火石墨碳返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT习题：1、确定下列钢件的退火方法，并说明退火的目的及退火后的组织：(1)冷轧后的20钢钢板，15钢钢板，16Mn钢钢板；(2)ZG270－500、ZG35、ZG45铸钢齿轮；(3)锻造过热的55钢、60钢、65钢毛坯；65Mn(4)具有片状渗碳体的T10、T12、T13钢；T11钢2、说明下列零件毛坯进行正火的主要目的及正火后的组织：1）20钢锻造的齿轮毛坯2）45钢锻造的大型齿轮3）T12轧制而成的锉刀毛坯（组织为网状渗碳体和片状珠光体）返回下一页上一页本章首页金属热处理原理及工艺,SMSE,CUMT3、T10钢经过何种热处理能获得下列组织：1）细片状珠光体2)粗片状珠光体2）细球状珠光体3）粗球状珠光体4、以共析钢为例，说明将其加热奥氏体化后立即随炉冷却、在空气中冷却和在水中冷却，各会得到什么组织？其力学性能有何差异？5、退火和正火的主要目的是什么，主要差别是什么？6、生产中为了提高亚共析钢的强度，常用的方法是提高亚共析钢中珠光体的含量，应采用什么方法?7、比较正火和调质组织？哪个性能好，为什么？8、球化退火后的组织特点是什么，工具钢球化退火的目的是什么，简述获得球状珠光体的三种方法。9、简述五种不同的退火。