均匀化退火处理

均匀化退火处理

均匀化处理（Homogenization ），是利用在高温进行长时间加热，使内部的化学成分充分扩散，因此又称為『扩散退火』。加热温度会因钢材种类有所差异，大钢锭通常在1200℃至1300℃之间进行均匀化处理，高碳钢在1100℃至1200℃之间，而一般锻造或轧延之钢材则在1000℃至 1200℃间进行此项热处理。

球化退火处理

球化退火主要的目的，是希望藉由热处理使钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成為球状，使改善钢材之切削性能及加工塑性，特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处理。常见的球化退火处理包括：（1）在钢材A1温度的上方、下方反复加热、冷却数次，使A1变态所析出的雪明碳铁，继续附著成长在上述球化的碳化物上；（2）加热至钢材A3或Acm 温度上方，始碳化物完全固溶於沃斯田体后急冷，再依上述方法进行球化处理。使碳化物球化，尚可增加钢材的淬火后韧性、防止淬裂，亦可改善钢材的淬火回火后机械性质、提高钢材的使用寿命。

软化退火处理

软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内（A1温度下方），维持一段时间之后空冷，其主要目的在於使以加工硬化的工件再度软化、回復原先之韧性，以便能再进一步加工。此种热处理方法常在冷加工过程反覆实施，故又称之為製程退火。大部分金属在冷加工后，材料强度、硬度会随著加工量渐增而变大，也因此导致材料延性降低、材质变脆，若需要再进一步加工时，须先经软化退火热处理才能继续加工

钢之退火处理

退火处理一般是指将钢升温至某一温度，浸置一段时间后，再以一特定速率冷却下来之处理。主要目的是软化钢材。有时亦用以改变其他性质或显微结构。常见的退火处理有下列几种

1. 退火温度：

在很多之应用退火处理中，我们只注名所需之退火温度，然后让其在炉中冷却即可。表4-1所列為一般常见之碳钢退火温度与结果硬度。在进行退火处理时，最容易造成失败的原因是未能维持炉中温度之均匀性。越大之炉子越有此种问题。一般业者常仅用几个热电耦於处理件旁来指示及控制处理之温度。 Annealing

temratuer Cooling cycle(a) Hardness range ℃ ℉

Stell ℃ ℉ Feom To From To HB

1018 855-900 1575-1650 855 705 1575 1300 111-149 1020 855-900 1575-1650 855 700 1575 1290 111-149 1022 855-900 1575-1650 855 700 1575 1290 111-149 1025 855-900 1575-1650 855 700 1575 1290 111-187 1030 845-885 1550-1625 845 650 1550 1200 126-197 1035 845-885 1550-1625 845 650 1550 1200 137-207 1040 790-870 1450-1600 790 650 1450 1200 137-207 1045 790-870 1450-1600 790 650 1450 1200 156-217 1050 790-870 1450-1600 790 650 1450 1200 156-217 1060 790-845 1450-1550 790 650 1450 1200 156-217 1070 790-845 1450-1550 790 650 1450 1200 167-229 1080 790-845 11450-1550 790 650 1450 1200 167-229

1090 790-830 1450-1525 790 650 1450 1200 167-229 1095 790-830 1450-1525 790 655 1450 1215 167-229 (a)Furnace cooling at 28℃/h(50℉/h)

表普通碳钢之退火温度与硬度值

2. 製程退火：

由於材料经过相等程度冷加工后，会有加工硬化的现象，以至无法做进一步的加工。因此我们必须於製程中加入一退火步骤来消除此种不利的加工硬化现象。此类退火处理统称為製程退火。由於我们仅是想恢復材料之柔软性，不在乎材料之显微及结构内容，故為降低加工程本，一般多採用前面所提过的次临界退火。最常见之退火温度在约低於Ae 11至22℃之间。至於温度的控制只要能保持在不超过Ae 之范围即可。

3. 切削用退火：

不同之显微姊购对材料之切削性质有很大不同的影响。例如5160钢材，若经球化处理则可减少切削刀具之损耗。然而对其他之钢材，球化结构不一定就有

较佳之切削性质。一般我们可是材料之含碳量来订出最佳之切削用显微结构。

4. 球化处理

所的球化处理乃是在退火处理后能获得球状之碳化物之一种处理。一般可採用以下几种方法得到。 a. 长时间热浸置於略低於Ae 之温度。

b. 轮番加热及冷却於Ae 温度上下〈最好刚刚高於Ac 及低於Ar 〉。

c. 加热至高於Ac ，然后慢慢在炉中冷却，或停留Ar 一长时间。

d. 从一温度刚能完全溶解碳化物冷却下来，所有之冷却速率须用不產生碳化物。然后在按a 或b 法升温回去。

5. 锻件之退火处理：

由於锻件经常接有冷成型或车型等加工步骤，退火处理一不可避免之热处理过程。所需之退火过程必须取决於锻件之材料及后接之製程。切削用之锻件退火处理──若锻件材料须有球化组织以便随后之切削

成型，我们可採用热锻温度於奥斯田化温度之上，然后在锻后直接将锻件出送到一具有球化处理温度之炉内进行球化处理。此法可节省製作之时间与成本。 冷成型用之锻件退火处理──為方便随后之冷成型加工，我们当然希望锻件越短越好。故球化处理是最好之处理。在形状及材料条件允许下，前述之步骤為最可取之处理。在冷成型后，由於冷加工，成品之残餘应力应被注意到。我们应採取以前所讨论过的应力退火处理来消除此种情况。

退火与正火

1. 钢的退火 将钢加热到一定温度并保温一段时间，然后使它慢慢冷却，称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。

2. 钢的正火 正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的