退火的分类和作用

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根据退火加热温度及退火过程中所发生组织转变的不同，可分为完全退火、不完全退火、低温退火、球化退火、扩散退火、等温退火等。


（1）完全退火（或称重结晶）
适用于亚共析钢（中碳钢和合金结构钢），其加热温度为Ac3+（30～50）℃，退火后组织为铁素体+珠光体，该工艺可明显改善亚共析钢热锻、热轧、焊接或铸件所出现的粗大组织，消除组织应力和组织缺陷，降低硬度，便于力学加工，提高钢的力学性能等。对其进行重新加热和缓冷，则可实现上述技术要求。

（2）不完全退火
适用于亚、过共析钢（亚共析钢温度为Ac1～Ac3，过共析钢温度为Ac1～Accm）退火，使珠光体转变为奥氏体，但其组织未完全奥氏体化，可消除热加工后锻轧内应力，降低硬度和提高韧性，改善切削加工性，但无法改变二次渗碳体或过剩铁素体的形状与大小，因而仅用于改变珠光体组织，一般主要用于过共析钢。

（3）低温退火（去应力退火或高温回火）
适用于经冷加工变形后的钢材，退火温度在Ac1以下，通常为500～650℃。其特点为：没有组织的转变，通过再结晶后消除内应力，稳定尺寸，防止变形和开裂，降低钢的硬度、强度和脆性，提高韧性和塑性。对铸件采用520～550℃；对焊接件采用620～650℃；对切削加工件采用650～680℃。需要指出的是：作为需进行氮碳共渗处理的进、排气门，在粗加工后必须采取氮化前退火，以消除车削和磨削等机械加工应力，减小氮化过程中的变形，这是十分关键的工序。由于可消除焊接件和铸件的内应力，故又称去应力退火。
（4）球化退火
适用于使高碳工具钢（碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢）获得球状（颗粒）珠光体的热处理工艺，球化退火温度一般为Ac1+（20～30）℃。主要用于共析钢和过共析钢零件的退火处理，具有降低零件硬度，改善切削加工性能，获得细化的球状珠光体晶粒的特点，但不宜出现长大和过热现象，组织可均匀变形。球化退火按照加热温度和长短分为四种：①一次球化退火，可看作不完全退火；②一次等温球化退火，实质上是共析钢和过共析钢的等温退火；③循环球化退火，适用于粗片状碳化物的球化，但很少采用；④低温球化退火。当存在网状碳化物时，要先正火消除网状碳化物，然后进行球化退火。

（5）扩散退火
指加热到Ac3+（150～250）℃，其目的在于改善或消除合金铸锭、铸件、高合金钢锭和铸件中存在的严重的“偏析”化学成分、组织和性能的不均匀性，属于均匀化退火，即在高温下通过扩散而得到均匀化。

（6）等温退火

指加热到Ac3+（30～50）℃，保温后快冷到Ar1以下某一温度，在此温度等温到奥氏体全部分解，然后随炉冷却得到珠光体组织。适合于亚共析、过共析等中、高合金钢大型铸件和锻件的批量退火处理。等温退火具有时间短、生产效率高、组织和性能比较均匀一致、硬度较低等特点。

可看作特殊退火的正火是：将工件加热到Ac3或Ac3+（30～50）℃，保温一定时间后快速冷却，如空冷、鼓风冷却、喷雾冷却、油中或水中冷至相变点以下，得到细片状珠光体组织（索氏体），获得较高的硬度和强度等。对于低碳钢而言，通常采用正火来代替退火，其组织比退火好。中碳钢获得细的珠光体组织可保证在淬火过程中较其他组织产生裂纹和变形的倾向小，因此多用于预备热处理，对高碳钢主要用来消除网状碳化物。

对于合金钢的退火加热温度，考虑到合金元素在钢中的作用，结合化学成分的影响，通常使钢的奥氏体化温度升高，因此常采用比较高的加热温度；加热时间的影响同样如此，加热时间包括升温时间和保温时间两部分，如升温太快，势必造成晶粒的不均匀长大，一般要求工件的保温时间占总加热时间的1/3～1/2或1/5～1/4，确保工件的透烧，即奥氏体的形成、碳化物溶解和成分的均匀化。