钢的退火和正火
钢的退火与正火
钢的退火与正火
根据加热 和冷却方式的 不同，可将热 处理工艺分为 以下三类。
整体热处理
热处理
表面热处理
பைடு நூலகம்
化学热处理
本节主要讲解热处理工艺中退火与正火的相关知识。
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退火 正淬火火 回火 稳定化处理、固溶处理等
表面淬火 物理气相沉积 化学气相沉积 等离子体化学气相沉积
渗碳 渗氮 碳氮共渗 渗金属
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1.2 正火
正火是将钢材或钢件加热到临界温度以上，保温后空冷的 热处理工艺。亚共析钢的正火加热温度为Ac3以上30～50℃；而 过共析钢的正火加热温度则为Accm以上30～50℃。 正火与退火 的主要区别在于，正火的冷却速度较大，得到的组织为片间距 较小的索氏体，且先共析相数量显著减少。因此，钢经正火后 的机械性能比退火后有所提高。
1.1 退火
退火和正火是生产上应用最广泛的预备热处理工艺。其中，退火是将工件加热到一 定温度保温一定时间，然后缓慢冷却下来，获得接近平衡组织的热处理工艺。
1 退火的目的
退火的目的有以下几点。 （1）降低钢件硬度，便于切削加工。 （2）消除残余应力，防止变形和开裂。 （3）消除缺陷，改善组织，细化晶粒，提高钢的机械性能。 （4）消除加工硬化，提高塑性以利于继续冷加工。 （5）改善或消除毛坯在铸、锻、焊时所造成的组织或成分不均匀，以提高其工艺性能 和使用性能。
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等温退火与完全退 火的目的相同，但转变 较易控制，不仅使退火 时间缩短，还可获得更 加均匀的组织。
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2）球化退火
球化退火属于不完全退火，是将钢加热到Ac1以上30～50℃， 较长时间保温，并缓慢冷却，使钢中的碳化物进行球状化的热处 理工艺。
球化退火后的显微组织，铁素体基体上分布着均匀细小 的球状碳化物，称为球状珠光体，如图4-19所示。
钢的退火和正火
机械制造基础
钢的热处理
1.1 钢的退火
退火的主要目的：
降低或调整硬度,以便于切削加工; 消除或降低残余应力,以防变形、开裂; 细化晶粒、改善组织,提高力学性能
钢的热：
完全退火; 球化退火 去应力退火
钢的热处理
1.1 钢的退火
完全退火
完全退火是把钢加热到完全奥氏体化,保温后随之缓慢冷 却的退火工艺
完全退火常用于含碳量小于0.8%的碳素钢,45钢完全退 火时的加热温度为840～860℃
钢的热处理
1.1 钢的退火
球化退火
对于含碳量大于0.8%的碳素工具钢、合金工具钢、轴承 钢等常采用球化退火
球化退火能使钢中碳化物球状(或颗粒状)化,碳素工具钢 球化退火的加热温度为760～780℃
钢的热处理
1.1 钢的退火
去应力退火
去应力退火不改变钢的内部组织,只是为了消除或降低 内应力
其加热温度较低(一般为500～600℃)
钢的热处理
1.2 钢的正火
将钢材或钢件加热到Ac3(或Accm)以上30～50℃,保温适当的 时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺,称为正火。
正火同退火的比较：
正火的冷却速度比退火冷却速度较快 生产周期比退火短
机械制造基础
钢的热处理
❖ 钢的退火和正火
1.1 钢的退火 1.2 钢的正火
退火和正火经常作为钢的预先热处理工序,安排在铸造、锻 造和焊接之后或粗加工之前,以消除前一工序所造成的某些组织缺 陷及内应力,为随后的切削加工及热处理作好组织上的准备。
钢的热处理
1.1 钢的退火
退火是将钢材(或钢件)加热到适当温度,保温一定时间,随后缓慢 冷却,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
钢材的正火、回火、退火
退火：把钢加热到临界点Ac1以上或以下的一定温度，保温一段时间，随后在炉中或埋入炉中或导热性较差的介质中，使其缓慢冷却以获得接近平衡状态的稳定的组织。
正火：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，适当保温后，从炉中取出在静止的空气中冷却至室温。
回火：将淬火后的钢加热到Ac1线以下的某一温度，在该温度下保温一定时间（2-4小时），然后取出在空气或油中冷却。
淬火：将钢加热到Ac3或Ac1线以上30-50℃，保温一定时间后，在水或油中快速冷却，以获得马氏体组织。
正火对焊材的影响：
例：J507经过正火后抗拉强度会下降（50-70MPa）,因此会造成焊缝的强度降低，因此对于要经过高温正火的焊缝，要考虑是否用强度较高和韧性好的焊材代替。
J507可用J607或J607NI代替。
(3) 各类不銹钢焊接后热处理：
不锈钢之所以不锈，是因为铬元素，以往发现铬含量必须具有12%以上，才能形成密积的表面氧化膜而达到防蚀保护的作用，所以任何不钢钢的热处理必须考虑到对铬之成份有无造成任何变化。
不銹钢内所含之铬元素，经焊接之后，在高温区域(热影响区)往往会扩散析出与碳结合成碳化铬，而造成局部之铬成份减少，无法形成保护膜，而穿孔等腐蚀情形经常在这些热影响区中发生，為补救这种情形业者经常在焊接完后，将物件以热处理，其作用為使其他区域之铬元素扩散到此铬缺少区域，以达到保护作用。
《钢的退火与正火》课件
钢的正火
1
加热
将钢材加热至适当温度，使晶体结构
保温
2
发生变化。
保持钢材在加热温度下的一段时间，
使晶体结构达到均匀状态。
3
快速冷却
将钢材快速冷却至室温，使晶体
水淬正火
将钢材加热至适当温度后迅速放入水中淬火，获得高硬度和较高强度的钢材。
《钢的退火与正火》
钢的退火与正火是钢材加工与处理的重要工艺，掌握这两种方法对钢材的性 能调节至关重要。
什么是钢的退火和正火
钢的退火是将钢材加热至高温，然后缓慢冷却的过程，旨在消除应力，改善 钢材的韧性和可加工性。钢的正火是将钢材加热至一定温度，然后快速冷却， 以提高钢材的硬度和强度。
钢的退火
1
加热
油淬正火
将钢材加热至适当温度后迅速放入油中淬火，获得中硬度和较高韧性的钢材。
气淬正火
将钢材加热至适当温度后迅速放入气体中冷却，获得较高硬度和较高强度的钢材。
钢的退火和正火的应用
钢的退火
制作软钢、调质钢等，以提高可加工性和韧性。
钢的正火
制作淬火钢、渗氮钢等，以提高硬度和强度。
结束
感谢收听《钢的退火与正火》课程。如果您有任何问题，请随时提问。
将钢材加热至适当温度，使晶体结构发生变化。
2
保温
保持钢材在加热温度下的一段时间，使晶体结构达到均匀状态。
3
缓慢冷却
将钢材缓慢冷却至室温，使晶体结构进一步演变，并消除内部应力。
钢的退火分类
完全退火
将钢材加热至适当温度，然后缓慢冷却至室温。
等温退火
将钢材加热至适当温度，保持一段时间，然后缓慢冷却。
淬火退火
第四节钢的退火与正火
（2）球化退火 1、定义：将钢加热到Ac1以上20~30 ºC,保温后随炉缓冷至600 ºC，出 炉空冷。 2、目的：降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能。 3、适用范围：主要用于过共析钢及合金工具钢。 （3）去应力退火 1、定义：将钢加热到500--600 ºC,保温后随炉缓冷至200--300 ºC出炉空 冷。又称低温退火。 2、目的：消除铸件：用于所有的钢。 （4）扩散退火 扩散退火是将工件加热到略低于固相线的温度（亚共析钢通常为 1050℃～1150℃），长时间（一般10～20小时）保温，然后随炉缓慢冷 却到室温。扩散退火的主要目的是均匀钢内部的化学成分。主要适用于 铸造后的高合金钢。
碳钢的淬火温度范围
2．加热时间的确定 加热时间由升温时间和保温时间组成。由零件入炉温度升至淬火温度所 需的时间为升温时间，并以此作为保温时间的开始。保温时间是指零件 烧透及完成奥氏体化过程所需要的时间。加热时间通常根据经验公式估 算或通过实验确定。生产中往往要通过实验确定合理的加热及保温时间， 以保证工件质量。 3．淬火冷却介质的确定 淬火过程是冷却非常快的过程。为了得到马氏体组织，淬火冷却速度必 须大于临界冷却速度Vk。但是，冷却速度快必然产生很大的淬火内应力， 这往往会引起工件变形。 淬火的目的是得到马氏体组织，同时又要避免产生变形和开裂。理想的 淬火冷却曲线如下图所示。
理想淬火冷却曲线示意图
只要在“鼻尖”温度附近快冷，使冷却 曲线躲过“鼻尖”，不碰上C曲线，就 能得到马氏体。也就是说，在“鼻尖” 温度以上，在保证不出现珠光体类型组 织的前提下，可以尽量缓冷；在“鼻尖” 温度附近则必须快冷，以躲开“鼻尖”， 保证不产生非马氏体相变；而在Ms点附 近又可以缓冷，以减轻马氏体转变时的 相变应力。但是到目前为止，还找不到 完全理想的淬火冷却介质。 常用的淬 火冷却介质是水、盐或碱的水溶液和各 种矿物油、植物油。 4．淬火方法 选择适当的淬火方法同选用淬火介质一 样，可以保证在获得所要求的淬火组织 和性能条件下，尽量减小淬火应力，减 少工件变形和开裂倾向。 （1）单液淬火 它是将奥氏体状态的工件放入一种淬火 介质中一直冷却到室温的淬火方法。这 种方法操作简单，容易实现机械化，适 用于形状简单的碳钢和合金钢工件。
正火和退火的区别
正火和退火的区别正火和退火是金属热处理工序中的两种常见方法。
虽然它们在名称上相似，但实际上它们具有不同的工艺和效果。
本文将从定义、工艺步骤、应用领域和机制等方面来探讨正火和退火之间的区别。
一、定义正火是指将金属加热至适当温度，然后迅速冷却的热处理工艺。
而退火则是将金属加热到较高温度后进行缓慢冷却的热处理工艺。
二、工艺步骤1. 正火的工艺步骤：a. 加热：将金属件放入炉中进行加热，以使其达到预定的温度。
b. 保温：在达到所需温度后，将金属件保持在此温度下一段时间，以保证温度均匀性。
c. 冷却：迅速将金属件从炉中取出，并将其置于冷却介质中，使其迅速冷却。
2. 退火的工艺步骤：a. 加热：将金属件放入炉中进行加热，使其达到所需温度。
b. 保温：在达到所需温度后，将金属件保持在此温度下一段时间，以保证温度均匀性。
c. 冷却：缓慢将金属件从炉中取出，并将其自然冷却至室温。
三、应用领域1. 正火的应用领域：a. 增加金属的硬度和强度。
b. 改善金属的切削性能。
c. 降低金属的残余应力。
d. 为后续热处理工艺（如回火、淬火等）做准备。
2. 退火的应用领域：a. 改善金属的可加工性。
b. 降低金属的硬度和强度。
c. 修复金属的组织和性能。
d. 使金属具有更好的塑性和韧性。
四、机制1. 正火的机制：正火通过快速冷却来形成硬质的组织结构，如马氏体。
迅速冷却可以防止晶粒长大，提高金属的硬度和强度。
2. 退火的机制：退火通过缓慢冷却来使金属内部的晶粒重新排列，减少晶界的位错和残余应力。
缓慢冷却可以促进晶粒长大和再结晶，从而改善金属的可加工性和性能。
总结：正火和退火是金属热处理中常见的两种方法。
正火通过迅速冷却来提高金属的硬度和强度，适用于提高工具钢、轴承钢等的切削性能；而退火通过缓慢冷却来改善金属的可加工性和性能，适用于修复和改善金属的塑性和韧性。
深入了解和掌握正火和退火的区别，对于合理选择热处理工艺、提高金属材料性能具有重要的意义。
钢的退火和正火
T10钢球化退火组织 ( 化染 )
500 ×
（3）等温退火
T Ac3 Ac1 Ar1 t 等温完全退火 等温球化退火
优点：周期短，组织更均 匀，是完全退火和球 化退火工艺的改进。
炉子要求比较高，最好采用分段控温的连 续加热炉，小批量生产时可采用两台炉子 （加热炉和保温炉）进行操作。
（4）扩散退火
工艺参数的选择必须能造成氢在钢中的 溶解度小而扩散速度比较大的条件。
§7-2 正火的目的、用途和工艺
1 定义：钢加热到Ac3或Acm以上的A区域，保持 一定时间后在空气中冷却，以获得接近平 衡态组织的工艺。 与退火相比：
加热温度较高； 冷却速率较快； 获得组织较细（索氏体）
T Acm 或Ac3＋30~50ºC Acm 或Ac3 Ac1
——强硬度与塑韧性较高； 生产效率较高
温度选择：Ac3+30~50℃ 为缩短工件在高温时的停留时间，而 心部又能达到要求得加热温度，采用稍高 于完全退火的温度。 保温时间以工件烧透为准。
碳钢正火与退火后的硬度 （HB）
状态 退火 正火 结构钢 软的 ～125 ～140 中等的 硬的 ～160 ～185 ～190 ～230
Acm 或Ac3 Ac1+20-30ºC Ac1
粒(球)状 珠光体 层片状珠光体 刀具
片状与球状珠光体组织切削性能比较
T12钢完全退火与球化退火后组织与性能比较
状态 完全退火 球化退火
σb(Mpa) 810 620
δ(%) 15 20
ψ(%) 30 40
HB 230 160
T12钢球化退火与完全退火的性能比较： 球化退火的强硬度更低，塑韧性更好，碳化 物对基体的分割更均匀、彻底，更利切削加工
钢的退火、正火、淬火和回火
利用淬透性可控制淬硬层深度。
对于截面承载均匀的重要件,要全 部淬透。如螺栓、连杆、模具等。 对于承受弯曲、扭转的零件可不 必淬透(淬硬层深度一般为半径的 1/2~1/3)，如轴类、齿轮等。
高强螺栓
淬硬层深度与工件尺寸有关,设计 时应注意尺寸效应。
柴油机连杆
整理课件
齿轮
细A
温 度
不同冷却条件下的转变产物
回火托氏体
整理课件
④Fe3C聚集长大和铁素体多边形化
400℃以上, Fe3C开始 聚集长大。
450℃ 以上铁素体发生 多边形化，由针片状变 为多边形.
这种在多边形铁素体基 体上分布着颗粒状 Fe3C的组织称回火索 氏体，用S回表示。
回火索氏体
整理课件
回火时的性能变化 回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、
化物(- FeXC)，使马氏体过饱和度降低。析出的碳化物以细 片状分布在马氏体基体上，这种组织称回火马氏体，用M回 表示。
整理课件
透射电镜下的回火马氏体形貌
在光镜下M回为黑色，A’为白色。 0.2%C 时，不析出碳化物。只发生碳在位错附近的偏聚。
②残余奥氏体分解 200-300℃时, 由于马
Ac3+30~50℃保温 后缓冷的退火工艺， 主要用于亚共析 钢.
整理课件
⑵ 等温退火 亚共析钢加热到Ac3+30~50℃, 共析、过共析钢加热到
Ac1+30~50℃，保温后快冷到Ar1以下的某一温度下停留，待 相变完成后出炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。
高速钢等温退火与普通退火的比较
整理课件
3、回火脆性 淬火钢的韧性并不总
是随温度升高而提高。 在某些温度范围内回
钢的退火和正火
第18讲 钢的退火和正火
4）扩散退火
又称为均匀化退火 。 工艺规范：
加热温度：略低于相图上的固相线。 目的：
消除偏析。 应用：
合金钢铸锭及大型铸钢件或铸件。
思考：扩散退火后组织是否粗大？ 如何改善？：
完全退火或者正火，来消除过热缺 陷，细化晶粒 其他：再结晶退火、 去应力退火
第18讲
二、正火工艺及应用
钢的退火和正火
第18讲 钢的退火和正火
二、正火工艺及应用
1.正火的定义
正火是将钢加热至Ac3或Accm+ 30C～50C，保温后 空冷以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。(A →S) 与退火相比，正火冷却速度快，得到较细的P，强度 和硬度也较高。
2.正火的目的
正火的目的与退火基本相同。
3.正火的应用
②消除残余内应力 ③细化晶粒，改善组织 ④为最终热处理（淬火和回火）作组织准备
退火工艺示意图
第18讲 钢的退火和正火
3.退火的种类 第一类退火：
不以组织转变为目的，使钢的不平衡状 态过渡到平衡状态。
如： 去应力退火、再结晶退火等。
第二类退火：
以改变组织和性能为目的。 如： 完全退火、等温退火、球化退火等。
2、试为网状渗碳体严重的T12钢选用合适的预备热处理工艺。
谢谢
完全退火。
④wC%＞0.77%的高碳钢，先用正火消除网
状Fe3C，再进行球化退火。
退火和正火通常属于预备热处理。
第18讲 钢的退火和正火
小结 一、退火工艺及应用 二、正火工艺及应用
第18讲 钢的退火和正火
思考题
1、分别为20钢、45钢（平均含碳量为分别为0.2%、0.45%） 选择合适的预备热处理工艺。
钢的正火与退火
钢的退火与正火常用的热处理工艺分为两大类：预备热处理目的：消除坯料、半成品中的某些缺陷，为后续冷加工，最终热处理作组织准备。
最终热处理目的：使工件获得所要求的性能。
退火与正火的目的:消除钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及最终热处理做好组织准备。
一、钢的退火1、概念：将钢件加热到适当温度(Ac1以上或以下)，保持一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
2、目的：（1）降低硬度，提高塑性，（2）细化晶粒，消除组织缺陷（3）消除内应力（4）为淬火作好组织准备3、类型：(根据加热温度可分为在临界温度（Ac1或Ac3）以上或以下的退火，前者又称相变重结晶退火，包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火；后者包括再结晶退火及去应力退火。
) （1）完全退火：1）概念：将亚共析钢（Wc＝0.3％~0.6％）加热到AC3+（30~50）℃，完全奥氏体化后，保温缓冷（随炉、埋入砂、石灰中），以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。
2）目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。
3）工艺：完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。
工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透，即工件心部达到要求的加热温度，而且要保证全部看到均匀化的奥氏体，达到完全重结晶。
完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。
实际生产时，为了提高生产率，退火冷却至600℃左右即可出炉空冷。
4）适用范围：中碳钢和中碳合金钢的铸，焊，锻，轧制件等。
注意事项：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。
过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。
（2）球化退火1）概念：使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。
钢的退火与正火
热处理工艺－钢退火与正火
经完全退火与正火后的组织有以下区别：
1）正火的珠光体组织比退 2）正火的冷却速度快，先共析产物 火状态的片层间距小，范 不能充分析出，同时由于奥氏体的成 围也小。 分偏离共析成分而出现伪共析组织。 对过共析钢，退火后组织为珠光体＋ 3）由于合金钢中碳化物更稳定，不易充 网状碳化物。正火得到全部细珠光体 分固溶到奥氏体中，退火后不容易形成层 组织，或者沿晶界析出一部分条状碳 状珠光体。正火后得到的粒状索氏体或屈 化物。 4）正常规范下通过退火、正火使钢的 氏体硬度较高。 晶粒细化。但是如果加热温度过高， 使奥氏体晶粒粗大，退火后形成粗晶 粒的组织
稍高于完全退火的温度。
热处理工艺－钢退火与正火
正火工艺 应用
•
是工业上常用热处理工艺之一，正火既可作为预备热处
理工艺，为后续热处理工艺提供适宜的组织状态，例如为过共
析钢的球化退火提供细片状珠光体，消除网状碳化物等；也可 作为最终热处理工艺，提供合适的机械性能，例如碳素结构钢 件的正火处理等。此外，正火处理也常用来消除某些缺陷。例 如，消除粗大铁素体块，消除魏氏组织等。
•
目的：正火的目的是获得一定的硬度、细化晶粒，并 获得比较均匀的组织和性能。
•
正火温度：一般正火加热温度为Ac3＋（30～50℃）。
保温时间： 一般正火保温时间以工件透烧为准（即心部 达到要求的加热温度）。因为正火时一般采用热炉装料, 加热过程中工件内温差较大，为了缩短工件在高温时的 停留时间，而心部又能达到要求的加热温度，所以采用
钢的退火与正火
• 常用的热处理工艺分为两大类： 预备热处理目的：消除坯料、半成品中的某些缺陷，为 后续冷加工，最终热处理作组织准备。 最终热处理目的：使工件获得所要求的性能。
钢的退火与正火
1. 等温退火
钢的退火与正火
等温退火是将钢件或毛坯加热到高于Ac3或Ac1的温 度，保温适当时间后，较快地冷却到珠光体区的某一温 度，并等温保持一段时间，使奥氏体转变为珠光体，然 后缓慢冷却的热处理工艺。等温退火的目的与完全退火 相同，但转变较易控制，能获得均匀的预期组织。等温 一定时间后，使奥氏体在等温中转变为珠光体，常常可 以大大缩短退火时间，提高生产率。
二、 正火
钢的退火与正火
把钢材或钢件加热到Ac3（亚共析钢）和Accm（过共析钢）以上 30 ℃～50 ℃，保温适当时间后，从炉中取出，在空气中冷却的热处 理工艺称为正火。正火与退火的明显不同是正火冷却速度稍快。
根据钢的过冷奥氏体的C曲线可以知道，由于冷却速度的差别， 钢冷却后所得的组织也不一样。正火后亚共析钢的组织为铁素体+索氏 体，共析钢的组织为索氏体，过共析钢的组织为索氏体+二次渗碳体。 在性能方面，正火后的组织硬度和强度都比退火后的有所提高。
钢的退火与正火
退火与正火是生产中应用最广泛的预备 热处理方式，安排在铸造、锻造之后机械加 工之前，用于消除前一道工序带来的缺陷。 对于一些受力不大、性能要求不高的零件， 也可以作为最终热处理。常见的退火、正火 加热温度范围及工艺曲线见图1-17所示。
钢的退火与正火
图1-17 常见退火、正火的加热温度范围及工艺曲线
将钢件加热到再结晶温度以上150 ℃～250 ℃，即 650 ℃～750 ℃时，保温后炉冷，通过再结晶使钢材的 塑性恢复到冷塑性变形以前的状况，这种热处理工艺称 为再结晶退火。
钢的退火与正火
钢的退火与正火
1.1钢3.的去应退力火退火
内应力是指在无外力作用时，存在于物体内部的应力。一般当加热、冷却不均匀 及冷加工变形时，都能产生内应力。
为了去除由于塑性变形加工、焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而 进行的退火称为去应力退火。去应力退火的加热温度一般为 500~600℃，保温后随炉 缓冷至室温。
钢的退火与正火
1.1钢1.的完全退退火火
完全退火是将钢加热到完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火 工艺。
完全退火的加热温度为 Ac3 线以上 30~50℃，由于加热时钢的组织完全奥氏体化， 在以后的缓冷过程中奥氏体ห้องสมุดไป่ตู้部转变为细小而均匀的平衡组织，从而降低钢的硬度， 细化晶粒，充分消除内应力。
共析钢和过共析钢经轧制、锻造后空冷，一般为细片状珠光体与二次渗碳体组织， 其硬度较高，切削加工时刀具容易磨损，淬火时易于变形开裂。球化退火能降低硬度， 改善工件切削加工性；减少淬火时变形、开裂倾向；淬火后能获得细针马氏体加粒状 渗碳体，提高零件力学性能，延长零件使用寿命。因此，工具钢、轴承钢等锻轧后必 须进行球化退火。
正火工艺简单、经济，应用很广。 ⑴wc 小于 0.5％的锻件，常用正火代替退火，以改善组织结构和切削加工性能。 ⑵过共析钢常用正火来消除网状渗碳体，为球化退火作组织准备。 ⑶亚共析钢在淬火前先进行正火，可使组织细化，能减少淬火的变形和开裂倾向。 ⑷对力学性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理。
由于加热温度在 A1 以下，去应力退火过程中一般不发生相变。去应力退火广泛 用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及机加工件中的残余应力，以稳定钢件的 尺寸，减少变形，防止开裂。
钢的退火与正火
1.2钢将的工正件加火热到奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺，称为正火。
钢的退火与正火
退火与正火：机械零件机加工之前的预备热处理机械零件的一般加工工艺路线为：毛坯（铸、锻）→预备热处理→机加工→最终热处理退火与正火工艺主要用于预备热处理，只有当工件性能要求不高时才作为最终热处理。
将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。
退火后的组织接近于钢在平衡状态下的组织。
1、退火目的⑴调整硬度，便于切削加工。
工件经铸造或锻造等热加工后，硬度常偏高或偏低，严重影响切削加工。
适当的退火处理可使工件的硬度调整为合适水平，从而改善切削加工性能。
⑵消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形和开裂。
将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。
退火后的组织接近于钢在平衡状态下的组织。
1、退火目的⑴调整硬度，便于切削加工。
工件经铸造或锻造等热加工后，硬度常偏高或偏低，严重影响切削加工。
适当的退火处理可使工件的硬度调整为合适水平，从而改善切削加工性能。
⑵消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形和开裂。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）1. 退火将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。
退火后的组织接近于钢在平衡状态下的组织。
1、退火目的⑴调整硬度，便于切削加工。
工件经铸造或锻造等热加工后，硬度常偏高或偏低，严重影响切削加工。
适当的退火处理可使工件的硬度调整为合适水平，从而改善切削加工性能。
⑵消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形和开裂。
退火的种类很多，常用的有完全退火、球化退火、等温退火、扩散退火、去应力退火、再结晶退火。
各种退火及正火的加热温度范围如图所示。
1. 退火：种类正火与各种退火的加热温度范围温后缓冷的退火工艺。
完全退火主要用于亚共析钢，使中碳以上的钢软化以便于切削加工，并消除内应力。
正火与各种退火的加热温度范围是指将工件加热到Ac1+10~20℃充分保温后缓冷，或者加热后冷却到略低于Ar1的温度下保温,从而使珠光体中的渗碳体球状化的退火工艺。
钢的退火与正火
3、目的： 1）降低硬度，改善切削性能； 2）获得均匀组织，改善热处理工艺性(加热时过热敏感性，变 形，热裂倾向小)； 3）经淬火、回火后获得优良的综合机械性能(原始组织为球状 时，经淬火回火后强度硬度相同时，塑性韧性更好，具有更高 的接触疲劳强度和更长的寿命)。
9.1.1完全退火
1、定义 将钢件或钢材加热到Ac3点
以上20~30℃,使之完全奥氏 体化，然后缓慢冷却，获得接 近于平衡组织的热处理工艺 2、目的
细化晶粒,降低硬度,改善切 削性能,消除内应力。 3、适用范围
含碳0.30-0.60%的亚共析钢 （中碳钢）。
晶粒细化的原因： 完全退火→相变重结晶过程.
3、应用：
存在加工硬化的冷变形 金属。
冷加工变形和退火温度对金属组织和性能 影响示意图 1 硬度；2 抗拉强度；3 屈服强度； 4 内应力；5 延伸率；6 断面收缩率； 7 再结晶晶粒大小
4、再结晶退火温度：
一般钢材再结晶退火温度650~700℃；铜合金 600~700℃； 铝合金 350~400℃。
碳化物球化的几种 退火工艺 1、低于Ac1温度的 球化退火 2、往复球化退火 3、一次球化退火
③ 一次球化退火法：
概念：加热到稍高于Ac1温度保温，然后冷到低于Ar1的温度（550℃），
出炉空冷或炉冷到室温，形成球状珠光体。 应用：目前生产上最常用的球化退火工艺，实际上为不完全退火法。 说明：若钢中含有网状渗碳体，则要求球化退火前进行一次正火处理， 以去除网状渗碳体，获得细片状珠光体。
钢的退火与正火.
）
完全退火（亚共析钢） 加热温度 Ac3 + 30～50℃ 缓冷→ F + P 目的：细化晶粒，均匀化组织， 降低硬度 → 切削性↑ 等温退火（亚共析钢） 等温转变→F + P，再缓冷 球化退火（共析、过共析钢） 在Ac１+ 20～40℃保温， 使Fe3C 球化，再缓冷 → 球状P（F + 球状F3C） 目的：硬度↓,切削性↑,韧性↑
细化晶粒，组织均匀化，增加亚共析钢中P%（S%） → 强度、韧性、硬度↑
）
2) 预先热处理 —— 淬火、球化退火前改善组织。
3) 增加低碳钢的硬度，以改善切削加工性能。
of
3.5 & Chapter 3
扩散退火 加热至略低于固相线 目的：使成分、组织均匀 再结晶退火 加热温度 T再 + 100～200℃ 目的：消除加工硬化 去应力退火 加热温度＜ Ac1 ，一般为 500～ 650℃ 目的：消除冷热加工后的内应力
三、正火工艺及其应用
加热、保温后，空冷→ S（ + F 或 Fe3C粒
加热温度 Ac3 ( Accm ) + 30～50℃， 空冷 → S 过共析钢正火加热温度 必须高于Accm。 其目 的是消除网状渗碳体。 应用： 1) 钢的最终热处理
第四节钢的退火与正火一、退火和正火的目的•降低或提高硬度，便于进行切削加工。
•消除残余应力。
•细化晶粒，改善组织以提高钢的力学性能。
•为最终热处理作好组织准备。
二、退火工艺及其应用
•完全退火和等温退火
（亚共析钢）
•球化退火
（共析、过共析钢）
•去应力退火 •扩散退火
加热、保温后，缓冷(炉冷)→ 近平衡组织 P（ + F 或 Fe3C球
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退火工艺
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退火、正火加热温度示意图
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一、完全退火
定义：将钢加热到Ac3以上 20~30oC,保温一定时间，
使组织完全奥氏体后缓 慢冷却到500oC以下，出
炉空冷，以获得接近平 衡组织的热处理工艺。
目的：细化晶粒，均匀组织、消除内应力和
表面淬火、气相沉积；渗碳、氮化 ? 特殊热处理（形变热处理、磁场热处理）
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热处理工艺的分类
? （2）根据热处理在零件生产工艺流程中 的位置和作用，可分为两种：
? 预备热处理
? 最终热处理
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钢的退火和正火
退火和正火既可 以是预备热处理 也可以是最终热 处理
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钢的热处理工艺
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钢的热处理工艺概述
? 钢的热处理工艺： ? 根据钢在加热和冷却过程中的组织转变
规律制定的钢在热处理时的具体加热、 保温和冷却的工艺参数。
? 热处理工艺种类多
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热处理工艺的分类
? （1）依据加热、冷却方式及获得组织和 性能的不同，可分为三种：
? 普通热处理（退火、正火、淬火和回火） ? 表面热处理（表面淬火和化学热处理）
热加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能 和冷塑性变形性能。
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二、不完全退火
? 定义：将钢加热至 Ac1-Ac3 （亚共析钢） 或Ac1-Accm （过共 析钢）之间，保温后 缓慢冷却，以获得接 近平衡组织的热处理 工艺。
? 组织没有完全奥氏体 化，珠光体发生相变 重结晶转变为奥氏体。
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三、球化退火
? 定义：为使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光 体的热处理工艺称为球化退火，实质是一种不 完全退火。
? 适用范围：共析钢、过共析钢和合金工具钢。 ? 目的：为了消除过共析钢中网状二次渗碳体，
让其中的碳化物球化（粒化），降低硬度，改 善切削加工性能，并为淬火作好组织准备。
? 正火是退火的一种特殊形式
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退火工艺的分类
? （1）根据加热温度分为两类：
? 临界温度（Ac1或Ac3或Accm）以上的退火， 又称相变重结晶退火（完全退火、不完 全退火、球化退火和扩散退火）
? 临界温度以下的退火（再结晶退火、去 应力退火）
? （2）依据冷却方式分为：连续退火和等 温退火
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常用的三种球化退火工艺
? 1、一次球化退火 ? 2、等温球化退火 ? 3、往复球化退火
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四、扩散退火
? 定义：为了减少钢锭、 铸件或锻坯的化学成 分和组织不均匀性， 将其加热到略低于固
相线或液相线的温度， 长时间保温并进行缓 慢冷却的热处理工艺，
称为扩散退火或均匀 化退火。
? 加热温度相同 ? 正火的冷却速度较快、转变温度较低 ? 正火后钢的强度、硬度、韧性较高
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? 课本244页 ? 1题、2题
作业
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扩散退火的实质：使钢中各元素的原子在奥氏体中
进行充分扩散。
目的：消除晶内偏析，使成分均匀化。
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五、去应力退火
定义：将钢加热到 500--600 oC (<A1), 保温后随炉 缓冷至200--300 oC出炉空冷，又称低温退火。
? 去应力退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、 冷冲压件以及机加工件中的残余应力。
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退火的定义
将组织偏离平衡状态的钢加热至适当温 度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以 获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。
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退火的目的
? 降低钢的硬度，提高塑性利于切削加工 ? 消除钢中残余应力防止工件变形 ? 改善组织，细化晶粒
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正火
? 将钢加热到Ac3（对于亚共析钢）或Accm （对于过共析钢）以上适当的温度，保 温一定时间，使之完全奥氏体化，然后 在空气中冷却，以获得珠光体类型组织 的热处理工艺。
? 目的：消除铸、锻、焊的内应力。 （没有发 生组
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六、再结晶退火
? 定义：冷变形后的金属加热到再结晶温 度以上，保温1-3小时后，使变形晶粒重 新转变为新的等轴晶粒，同时消除加工 硬化和残余内应力的热处理工艺。
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正火与完全退火的异同