退火热处理
项目四：钢的热处理钢的热处理基本理论知识-退火 第10次课（2h ）
【主要内容】
退火的目的、退火的工艺
【知识和能力目标】
使学生认识钢退火的目的, 掌握退火的工艺
【学习要求】
1、掌握 退火的目的；
2、退火热处理在材料中的应用。
【新授】
将组织偏离平衡状态的钢件加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却（一
般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。其主要目的如下:
● 调整硬度以便进行切削加工。经适当退火后，可使工件硬度调整到170～
250HBS , 该硬度值具有最佳的切削加工性能。
● 减轻钢的化学成分及组织的不均匀性（如偏析、等），以提高工艺性能和使用性
能。
● 消除残余内应力（或加工硬化），可减少工件后续加工中的变形和开裂。
● 细化晶粒，改善高碳钢中碳化物的分布和形态，为淬火作好组织准备。
退火工艺种类很多，常用的有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力
退火及再结晶退火等。不同退火的加热温度范围的工艺如图所示，它们有的加热到临界
点以上，有的加热到临界点以下。对于加热温度在临界点以上的退火工艺，其质量主要
取决于加热温度、保温时间、冷却速度及等温温度等。对于加热温度在临界点以下的退
火工艺，其质量主要取决于加热温度的均匀性。
图 各种退火工艺的加热温度范围
ⅰ、完全退火
完全退火（又称重结晶退火）是将亚共析钢加热到Ac 3以上30～50℃，保温一定时
间后随炉缓慢冷却或埋入石灰和砂中冷却，以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。它主要用于中碳钢，其主要目的是细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性能。低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢完全退火，加热温度在Accm 以上，会有网状二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的脆化。
ⅱ、等温退火
等温退火是将钢件或毛坯加热到高于Ac 3 (含碳0.3～0.8%亚共析钢) 以上30～
50℃或Ac 1 (含碳0.8～1.2%过共析钢) 以上10～20℃的温度，保温适当时间后较快地
冷却到P 区的某一温度，并等温保持，使A 转变为P 组织，然后缓慢冷却的热处理工艺。
完全退火所需时间很长，特别是对于某些A 比较稳定的合金钢，往往需要几十小时，为了缩短退火时间，可采用等温退火。图4-18为高速钢的完全退火与等温退火的比较，可见等温退火所需时间比完全退火缩短很多。等温退火的等温温度（Ar 1以下某一温度）
应根据要求的组织和性能由被处理钢的C 曲线来确定。温度越高（距A 1越近）则P 组织
越粗大，钢的硬度越低；反之，则硬度越高。
ⅲ、 球化退火
球化退火是将钢件加热到Ac 1以上20～30℃，充分保温使未溶二次渗碳体球化，然
后随炉缓慢冷却或在Ar 1以下20℃左右进行长期保温，使P 中渗碳体球化（退火前用正
火将网状渗碳体破碎），随后出炉空冷的热处理工艺。
主要用于共析钢和过共析钢，如工具钢、滚珠轴承钢等，其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性能；并为以后的淬火作组织准备。
近年来，球化退火也应用于亚共析钢而取得较好效果，并有利于冷变形加工。 ⅳ、扩散退火
扩散退火（或均匀化退火）是将钢锭、铸钢件或锻坯加热到略低于固相线的温度，长时间保温，然后缓慢冷却，以消除化学成分和组织不均匀现象的一种热处理工艺。扩散退火加热温度为Ac 3以上150～250℃（通常为1100～1200℃），具体加热温度视钢种
及偏析程度而定，保温时间一般为10～15h 。扩散退火后钢的晶粒非常粗大，需要再进行完全退火或正火。由于高温扩散退火生产周期长、消耗能量大、生产成本高，所以一般不轻易采用。
图4-20 高速钢的等温退火与完全退火的比较
ⅴ、 去应力退火
去应力退火是将钢件加热到低于Ac 1的某一温度（一般为500～650℃），保温，然后
随炉冷却，从而消除冷加工以及铸造、锻造和焊接过程中引起的残余内应力而进行的热处理工艺。去应力退火能消除内应力约50～80%，不引起组织变化。还能降低硬度，提高尺寸稳定性，防止工件的变形和开裂。
【小结】主要讲解退火的目的、工艺与应用
【作业布置】P71 T3
【作业反馈】
【课后心得】