大拉退火装置的退火工艺都有哪些目的及方法？

大拉退火装置的退火工艺都有哪些目的及方法？

退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目地是减少强度，提升钻削生产加工特性，消除内应力，平稳规格，降低形变和裂痕趋向，优化晶体，调节显微镜组织，消除缺点。准确的说，退火是一种对材料的热处理工艺，包括金属材料、非金属材料。除此之外，新材料的退火目地与传统式金属材料不一样。

退火目的：

(1)降低硬度，改善切削加工性。

(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向。

(3)细化晶粒，调整组织化，消除组织化缺陷。

(4)均匀材料组织化和成分，改善材料性能或为以后热处理做组织化准备。

在生产中，退火工艺应用很广泛。根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。

退火方法：

退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的，如碳素钢以铁碳平衡图为基础。各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一温度。各种各样有色板块铝合金的退火温度小于固相线的温度，高过或小于热处理回火线的温度。

1、重结晶退火——完全退火

应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。退火温度是高过或小于各铝合金改变温度的温度。加热和冷却都是缓慢的。合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶，故称为重结晶退火，常被简称为退火。

这种退火方法，相当普遍地应用于钢。钢的重结晶退火工艺是：缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢或过共析钢）以上30～50℃，保持适当时间，然后缓慢冷却下来。通过加热过程中发生的珠光体（或者还有先共析的铁素体或渗碳体）转变为奥氏体（第一回相变重结晶）以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶，形成晶粒较细、片层较厚、组织化均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。退火温度在Ac3以上（亚共析钢）使钢发生完全的重结晶者，称为完全退火，退火温度在Ac1与Ac3之间(亚共析钢)或Ac1与Acm之间（过共析钢），使钢发生部分的重结晶者，称为不完全退火。前者主要用于亚共析钢的铸件、锻轧件、焊件，以消除组织化缺陷（如魏氏组织化、带状组织化等），使组织化变细和变均匀，以提高钢件的塑性和韧性。后者主要用于中碳和高碳钢及低合金结构钢的锻轧件。此种锻、轧件若锻、轧后的冷却速度较大时，形成的珠光体较细、硬度较高；若停锻、停轧温度过低，钢件中还有大的内应力。这时，不彻底退火能够替代彻底退火，使铁素体重结晶、晶体变软，另外减少强度，清除内应力，提升钻削性。此外，退火温度在Ac1与Acm之间的过共析钢球化退火，也是不完全退火。

重结晶退火也用于非铁合金，比如说钛合金于加热和冷却时发生同素异构转变，低温为α相(密排六方结构)，高温为β相（体心立方结构），其中间是“α+β”两相区，即相变温度区间。为了得到接近平衡的室温稳定组织化和细化晶粒，也进行重结晶退火，即缓慢加热到高于相变温度区间不多的温度，保温适当时间，使合金转变为β相的细小晶粒；然后缓慢冷却下来，使β相再转变为α相或α+β两相的细小晶粒。

2、不完全退火

不完全退火是将铁碳合金加热到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，其目的是细化组织化和降低硬度，加热温度为Ac1+(40-60)℃，保温后缓慢冷却。

3、等温式退火

应用于钢和某些非铁合金如钛合金的一种控制冷却的退火方法。对钢来说，是缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢和过共析钢）以上不多的温度，保温一段时间，使钢奥氏体化，然后迅速移入温度在A1以下不多的另一炉内，等温保持直到奥氏体全部转变为片层状珠光体（亚共析钢还有先共析铁素体；过共析钢还有先共析渗碳体）为止，最后以任意速度冷却下来(通常是出炉在空气中冷却)。等温保持的大致温度范围在所处理钢种的等温转变图上A1至珠光体转变鼻尖温度这一区间之内(见过冷奥氏体转变图)；具体温度和时间，主要根据退火后所要求的硬度来确定。等温温度不可过低或过高，过低则退火后硬度偏高；过高则等温保持时间需要延长。钢的等温退火的目的，与重结晶退火基本相同，但工艺操作和所需设备都比较复杂，所以通常主要是应用于过冷奥氏体在珠光体型相变温度区间转变相当缓慢的合金钢。后者若采用重结晶退火方法，往往需要数十小时，很不经济；采用等温退火则能大大缩短生产周期，并能使整个工件获得更为均匀的组织化和性能。等温退火也可在钢的热加工的不同阶段来用。比如，假如冷硬碳素钢从高溫制冷到室内温度，在产生马氏体改变的表层会出現裂痕，假如在等温炉中热锭或板坯在700℃上下制冷，裂痕便会防止直至铁素体改变进行。

含β相稳定化元素较高的钛合金，其β相相当稳定，容易被过冷。过冷的β相，其等温转变动力学曲线与钢的过冷奥氏体等温转变图相似。为了缩短重结晶退火的生产周期并获得更细、更均匀的组织化，亦可采用等温退火。