钢的退火与正火
钢的正火与退火(经典4把火)22页PPT
逻辑与科学技术逻辑就是事情的因果规律，逻辑学就是关于思维规律的学说。
这是对逻辑和逻辑学比较经典的定义。
我认为对逻辑学的经典定义是不太科学的，是因为这个定义强调了“思维规律”而不是思维原则。
逻辑的重点是原则，即自然规律所决定的原则，也就是说脱离自然规律的思维是没有逻辑的。
但是这个经典的逻辑学定义显然将思维规律放到了主要位置上，为人为编造“逻辑”提供了一道后门。
下面我来简单分析研究一下逻辑的定义问题：逻辑是事物产生和变化的必然的因果关系，具体有对立关系和层次关系。
对立关系就是指是非关系，也就是非此及彼的关系。
如正确与错误、高与低、前与后等等这是一种必然的对立关系；层次关系就是具有数和量上区别的关系。
无论什么逻辑关系在宏观上无法确认时都必须进入微观才能通过测定而有效的下判断，因而逻辑关系的判断往往决定于现时代的科学技术水平。
也就是说逻辑的判断实际上是依赖科学技术的，科学技术的有限性也决定了逻辑判断的有限性。
由于科学技术的有限性造成了微观上的观测不稳定和不确定，不少人就忘记了逻辑的确定性和必然性是基本物质属性决定的而否定了事物产生和变化的必然性，于是就发明了“不稳定性”、“不确定性”原理。
说好听点叫做“发明”，本质上就是人为编造了这些滑稽的“原理”来掩盖自身的观测判断能力。
地球上人类身边的事物没有正确认识的可以说遍地都是，微观世界、宏观世界人类不认识的事物就更多了，如果我们不一步一个脚印按照自然规律决定的原则——逻辑进行研究，必然引入大量的“人造”内容参与，越到后面我们无法解释的自然现象也必然越多，这样的科学研究显然是一种失败。
承认人类自身对自然的观测能力有限是明智的，不想承认这个事实是自以为聪明的弱智。
只有承认自己的科学技术有限才能想方设法发展自己的科学技术深入研究大自然，无论什么层次，自然规律都决定了必然性的逻辑关系，所谓“相对关系”是与人类有限的观测能力——科学技术伴生的。
逻辑的必然性决定了科学技术的发展，科学技术的发展决定了人类的逻辑判断能力，但是科学技术的发展改变不了逻辑的必然性。
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。
钢材表面处理四把火
机械知识-钢材表面处理四把火
第一‘火’——退火。
将钢加热到一定的温度然后让其自行冷却到常温，叫做退火。
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。
退火后可以带来以下好处：
1、改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，消除了组织缺陷，提高了钢的力学性能，减少了残余应力；
2、可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。
所以退火是为了后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。
第二‘火’——淬火。
淬火是将钢加热到临界温度以上，使其温度骤然降低，以大于临界冷却速度的速度急速冷却，而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。
淬火的好处是：能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。
高速钢的淬火剂可以是“风”，所以高速钢又被称为“风钢”淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液等。
第三‘火’——正火。
正火是将钢加热到临界温度以上，然后在空气中自然冷却的热处理方法。
这一点和退火很相似但具体的操作和要求不同。
这种工艺可以提高综合力学性能，对要求不高的零件可以用正火来代替退火，以此来降低生产成本提高效率。
第四‘火’——回火。
将已经淬火的钢重新加热到一定温度，再用一定方法冷却称为回火。
回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。
这样做的好处是可以消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。
另外提到回火多与淬火、正火配合使用。
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
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。
钢热处理工艺的四把火-退火、正火、淬火、回火
正火工艺与操作不当也产生组织缺陷，与退火相似，补救方法基本相同。
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。
球化退火工艺方法很多，最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却，冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后，随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温，等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比，球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。
4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥பைடு நூலகம்料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命
5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好
6.便于机械化和自动化
7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。
• 感应加热的基本原理
将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。
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。
钢的退火与正火
热处理工艺曲线
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三、刚的淬火 淬火是将钢加热到适当温度，保持一定 时间，然后快速冷却的热处理工艺。 目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性， 只能适用于中碳钢或高碳钢工件。如45钢加 热到830℃左右，快速放入水、油或盐溶中 冷却，使工件的温度快速冷却而得到较高 的硬度、强度，是一种常用的重要的热处 理方法。
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三、回火钢的回火操作.wmv 将钢重新加热到低于727℃的某一温度，保温一 定时间，然后空冷至室温的热处理工艺，称为回火。 目的：减少或消除淬火时产生的内应力，稳定组织， 以满足工件的使用需要的性能。 按回火温度分成三个：回火方法与应用.wmv （1）低温回火 150～250度 目的：降低淬火内应力，提高韧性，并保持高的硬度 和耐磨性； 应用：高碳工具钢、合金钢刃具、量具、滚动轴承、 冷作模具和要求硬而耐磨的零件。
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一、钢的退火 5.均匀化退火 以减少工件化学成分和组织的不均匀程度为主 要目的，将其加热到高温并长时间保温，然后缓慢 冷却的退火。 加热温度：1050～ 1150℃高温。 应用范围：其生产时间 长，成本高，能耗大，主要 用于质量要求高的合金钢铸 锭、铸件和锻坯等。
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二、钢的正火 正火是将工件加热奥氏体化后在空气中冷却的 热处理工艺。 钢的正火只适用于碳素钢和合金元素含量不高 的合金钢。 正火目的与退火目的基本相同。
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常用的淬火冷却方法 • 1.单液淬火 • 单液淬火是将加热的工件放入一种淬火介 质中快速冷却至室温的操作方法。 • 操作简单，易实现机械化与自动化。 • 适用于形状简单的工件，但容易因冷却速 度太快产生淬火缺陷。
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• 2.双液淬火 • 将加热的碳钢先放在水或盐水中冷却，冷 到300—400℃时迅速移入油中冷却，这种 水淬油冷的方法称为双液淬火法。 • 双液淬火法既可使工件淬硬，又能减少淬 火的内应力，有效地防止产生淬火裂纹， 主要用于形状复杂的高碳工具钢，如丝锥、 板牙等，缺点是操作困难，技术要熟练。
合金钢的正火加回火热处理与退火处理的区别
合金钢的正火加回火热处理与退火处理的区别合金钢的热处理，听起来就像是个复杂的科学实验，但其实挺简单的。
今天咱们就来聊聊正火、回火和退火这几种处理，别担心，我会尽量让它们变得生动有趣。
正火，这个名字听起来就很正派，对吧？其实正火就像给合金钢上了个“大补药”。
经过高温加热，再慢慢冷却，这样的钢就能获得更好的组织和性能。
想象一下，就像在冬天给自己喝一碗热汤，暖和又舒服。
经过正火处理的钢，硬度和韧性都能达到一个不错的平衡，就好比是“既能打又能跑”，各方面都很给力。
再说回火，这个过程就像是在紧张的生活中放松一下。
钢材在经过淬火后，会变得非常硬，但有点脆。
于是就需要回火来调节一下，降低脆性。
就像是我们工作累了，要找个地方歇歇，喝杯茶。
经过回火后，钢材的内部应力会得到释放，韧性会提升，性能就像人放松之后更加出色。
可以说，回火就是把钢材的状态调整得更为“和谐”，让它更适合各种使用场景。
退火呢？这可是个彻底的“美容大法”。
退火的过程就像给钢材进行一次全面的调养，先把它加热到高温，然后慢慢降温。
这就像是在给钢材做个深度的SPA，缓慢的过程能够让它的组织结构变得更均匀，消除内应力，性能提升就像开了挂一样。
经过退火的钢，处理得非常柔软，适合后续加工，就像经过精心打磨的宝石，闪闪发光，惹人喜爱。
所以说，正火、回火和退火，虽然名字不同，但各有各的“绝活”。
正火是为了提高综合性能，回火是为了调节脆性，而退火则是为了整体改善。
就好比我们日常生活中，也需要调整状态，有时要拼命工作，有时又要放松休息，保持最佳状态最重要。
大家有没有想过，合金钢的热处理其实也像我们的生活一样，总是需要找到一个平衡点。
正火、回火、退火，让钢材在不同的情况下表现得更好。
就像我们在日常生活中，也需要找个节奏，有时快，有时慢，才不会疲惫。
正因为这些热处理的“手艺”，合金钢才能够在各种严酷的环境中展现出色的性能。
正火、回火、退火这三者的区别就像是不同的生活阶段，各有各的魅力。
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
钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围
钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围钢的常用退火工艺包括：
1．完全退火：主要用于亚共析钢，目的是细化晶粒、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2．不完全退火：用于亚共析钢，将钢加热至AC1-AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm（过共析钢）之间，保温一定时间后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
3．球化退火：用于共析钢、过共析钢和合金工具钢，使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
4．均匀化退火：也称扩散退火，将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
5．再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
6．去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
而正火工艺的应用范围主要包括：
1．低碳钢：正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
2．中碳钢：可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
3．工具钢、轴承钢、渗碳钢等：可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
4．铸钢件：可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
5．大型锻件：可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
6．球墨铸铁：使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
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
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
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。