15 章 玻璃的退火与淬火解析
5 玻璃的退火与退火窑(1)
5.1.3 应力的检验
利用玻璃中的内应力使玻璃在光学上成为各 向异性体，影响玻璃光学性能的现象来检验 玻璃中内应力的大小. 玻璃中的内应力可以用光程差表示。 应用偏光仪测定玻璃中单位行程的光程差， 从而可以根据不同玻璃的偏光应力系数B来 计算玻璃中的内应力。
残余应力与玻璃板厚度的关系
5.1.1.3 玻璃退火的标准
5.1.2.2 重要冷却区(B区) 所谓重要冷却区是指玻璃在退火过程中最关 键的区域，因为经退火后的玻璃中的永久应 力的大小及其分布状况，主要决定于玻璃在 此区的冷却速度和温度的分布情况。 主要消除玻璃中残存应力的地方。 出A区温度在510~520℃左右 。
5.1.2.3 冷却区(亦称后退火区，C区)
5 玻璃的退火与退火窑
机械零件的退火 将钢件（钢坯）加热到临界温度以上 30°C~50°C保温一段时间，然后再缓慢 地冷却下来（一般用炉冷），其目的是用来 清除铸、锻、焊零件的内应力，降低硬度， 以易于切削加工，细化金属晶粒，改善组织， 增加韧性。
浮法玻璃的退火是指从锡槽出来的玻璃带， 按一定的温度曲线，进行冷却的过程。其目 的是消除玻璃中的残余内应力和光学不均匀 性，以及稳定玻璃内部的结构。 玻璃的退火可分为两个主要过程：一是内应 力的减弱和消除，二是防止内应力的重新产 生。
一般光学玻璃制品退火要求高些，退火后的 残余应力要求在2～5.0nm/cm之内。 普通钠钙硅玻璃相为100nm/cm。 玻璃退火后的残余应力随玻璃板的厚度增加 而增大。
5.1.1.4 退火温度的确定
玻璃在此塑性变形时的温度范围，称为玻璃的退火 温度范围。 最高退火温度是指在此温度下保温2min，应力可 以消除95%； 最低退火温度是指在此温度下保温2min，应力可 以消除5%。这两个温度构成了玻璃的退火温度范 围。 退火温度的上下限，一般介于50～100℃之间，它 与玻璃本身的特性有关。根据理论计算和生产经验， 浮法玻璃的最高退火温度约为540～570℃。
浮法玻璃退火工艺课件PPT
3:1冷却速度
整个退火的过程是“应力与应变成正比”关系的刚体。
表面永久压应力4产5生0℃了，边-松10也是这个道理30℃
-表示张应力 +表示压应力
+10
30℃
最 黏次度最剧佳 增退 使火 位状 移4态 活5度100℃锐0%减，+1减0小结构差的调8整0明℃显削弱。
-10
30℃
两边部有一定的压应力,中间为较小的张应力，也就是说我们在退火区两侧的温度要控制的比中部稍低一些，这样既可以减少纵炸的危
B区（550～480 ）℃， 减负7.14%也得益颇多
C区（480～390 ℃）， 减负10%意义重大
挖掘换热效率高的Ret区之潜力， 以改善其余各区的工况
从“六个物理特性 阶段、两个退火阶 段和四种退火状态 ”，得到了浮法玻 璃退火窑设计的技 术路线，要点有左 边四条：
退火允许冷却速度的计 算
冷却速度
成型
渐变的规律。
高黏滞塑性体 弹塑性体
整个退火的过程是“应力与应变成 正比”关系的刚体。位移终止，应力松 弛现象消失，不可逆转的永久应力被固 定，如与此后的暂时应力在矢量重合部 位互相叠加。当单种应力或叠加应力超 过玻璃的抗拉强度时，玻璃会炸裂。
退火前 均热
弹性体初态
过渡为完全弹塑性体
完全弹性体
重要
退火四个状态特征
最次退火状态（亚刚体）
分子位移活度几近衰竭，结构调整近乎停顿， 减小结构差的功效甚微。
后续退火状态（完全刚体）
这时，≥1014.5ρ位移终止，结构调整停顿，广义的应力松弛现象 消失。结构差引起的永久应力被固定，只有分子震动，是单纯的应力 与应变成正比关系的刚体。温差只产生暂时应力。玻璃处于暂时应力 活跃，并与永久应力相叠加的后续退火阶段。
玻璃的退火工艺
玻璃的退火工艺一、玻璃的退火工艺包括哪几个阶段为了清理玻璃中的应力,必须把玻璃加热到低于玻璃转变温度Tg 附近某一温度进行保温均热,以清理玻璃各部分的温度梯度,使应力松弛,这个选定的保温均热温度称玻璃的退火温度.玻璃在退火温度下,由于粘度很大还不会发生可测得的变形.玻璃的退火上限温度是指在此温度下经过 3min 能清理 95 %的应力;退火下限温度是指在此温度下经 3min 只能清理 5 %的应力,上下限退火温度之间为退火温度范围.大部分器皿玻璃的退火上限温度为550 ± 20 ℃ ,平板玻璃为 550 ~ 570 ℃ 、瓶罐玻璃为550 ~ 600 ℃ .实际上,一般采用的退火温度都比退火上限温度低20 ~ 30 ℃ ,低于退火上限温度50 ~ 150 ℃ 的为退火下限温度. 玻璃的退火温度与其化学组成有关.凡能降低玻璃粘度的组成也能降低退火温度,如碱金属氧化物 Na 2 0 、 K 2 O 等. SiO 2 、 Al 2 O 3 、 CaO 等都增加玻璃粘度,所以随着它们含量的增加其退火温度都提高.玻璃的退火制度与制品的种类、形状、大小、容许的应力值、退火炉内温度分布等情况有关.目前采用的退火制度有多种形式.根据退火原理,退火工艺可分为四个阶段:加热阶段、均热阶段、慢冷阶段和快冷阶段.按上述四个阶段可作出温度-时间曲线,此曲线称退火曲线.1 .加热阶段不同品种的玻璃有不同的退火工艺.有的玻璃在成型后直接进入退火炉进行退火,称为一次退火;有的制品在成型冷却后再经加热退火,称为二次退火.所以加热阶段对有些制品并不是必要的.在加热过程中,玻璃表面产生压应力,所以加热速率可相应高些,例如20 ℃ 的平板玻璃可直接进入700 ℃ 的退火炉,其加热速率可高达300 ℃ / rain .考虑到制品大小、形状、炉内温度分布的不均性等因时间素,在生产中一般采用的加热速率为20/a 2 ~ 30/a 2 ( ℃ /min) ,对光学玻璃制品的要求更高.2 .均热阶段把制品加热到退火温度进行保温、均热以清理应力.在本阶段中首先要确定退火温度,其次是保温时间.一般把比退火上限温度低20 ~ 30 ℃ 作为退火温度.退火温度除直接测定外,也可根据玻璃成分计算粘度为10 12 Pa ? s 时的温度.当退火温度确定后,保温时间可按 70a 2 ~ 120a2 进行计算,或者按应力容许值进行计算.3 .慢冷阶段为了使玻璃制品在冷却后不产生应力,或减小到制品所要求的应力范围内,在均热后进行慢冷是必要的,以防止过大的温差.4 .快冷阶段玻璃在应变点以下冷却时,如前述只产生暂时应力,只要它不超过玻璃的较限强度,就可以加快冷却速度以缩短整个退火过程、降低燃料消耗、提高生产率.在生产上,一般都采用较低的冷却速度,这是由于制品或多或少存在某些缺点,以免在缺点与主体玻璃间的界面上产生张应力.对一般技术玻璃采用此值的 15 %~ 20 %,通常还应在生产实践中加以调整.二、退火玻璃的详细制作流程为了避免冷却过快而造成玻璃炸裂,玻璃毛坯定型后立即转入退火用的箱式电阴炉中,在退火温度下保温30min左右,然后按照冷却温度制度降温到一定温度后切断电源停止加热,让其随炉自然缓慢冷却至100℃以下,出炉,在空气中冷却至室温.若玻璃试样退火后经应力检验不合格,须重新退火,以防加工时碎裂.重新退火时首先将样品埋没于装满石英砂的大坩埚中,再把坩埚置于马弗炉内,升温至退火温度保温1h,然后停止加热让电炉缓慢降温(必要时在上、下限退火温度范围内每降温10℃保温一段时间),直至100℃以下取出.相关概念热应力温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力。
玻璃退火过程介绍
在退火阶段（＜1014.5ρ)，玻璃经结构调整减小了结构差（长度差，密度差和热膨胀系数差），趋向于密实化。玻璃的各部在经历的时间， （弹塑性体）、 （弹塑性初态）、 （亚刚体）和 （三者之和）上说，是有差别的。 ，尤其是 较大的单位，相应的密度高，长度短和热膨胀率低。与 ， 较小的部位之间产生了结构差，冷至刚体被固定而不可逆转，形成了永久应力即是结构应力，绝无第二种应力可言。
[1]退火阶段（1011～1014.5ρ，595～516.05 ℃）和后续退火阶段（1014.5～10∞ρ，516.05～30 ℃）
玻璃作结构调整，减小由温差产生的结构差，使冷至刚体时，被固定的、不可逆转的结构差所致的永久应力，符合制品的规定值。历经了最佳、次佳和最次三种退火状态。分别与弹塑性体、弹性体初态和亚刚体的三种物理特性相对应。
冷却过程中，玻璃的黏度呈指数剧增。然而，玻璃的物理特性却是呈现出连续、渐变的规律，总共历经了六个物理特性阶段[1]：
（1）自由流动的熔体
η＝101.88～105ρ，1 500～918.30 ℃[2]Δt＝581.70℃
文献依据：“＜105ρ时，玻璃液能作自由流动；拉薄开始于105.25ρ，893.86 ℃”。
①最佳退火状态（弹塑性体）
温差所致的结构差是玻璃冷至弹塑性体时产生的。并不是冷至弹性体初态的终点，于～1013ρ才产生的。高温下，玻璃的黏度较低，结构基团位移活度大，在均匀的温度场作“顺向位移”结构调整容易进行，减小结构差的效果最好，使制品中残留的永久应力更小之贡献最大。玻璃在弹塑性体阶段处于最佳退火状态。
②次佳退火状态（弹性体初态）
结构基团位移→分子位移。黏度剧增使位移活度锐减，减小结构差的调整明显削弱。玻璃在弹性体初态阶段处于次佳退火状态。
玻璃的退火和淬火要求
4.1 玻璃的应力 4.2 玻璃的退火 4.3 玻璃的淬火
玻璃的热处理是指玻璃在转变温度与软化温度之间所进行 的热过程。
在该过程中玻璃的结构和性能往往能发生显著的变化：应 力的产生和消除，分相和晶化，发泡和烧结，表面处理和 增强等，使玻璃从一个状态转变到另一个状态，同组成的 玻璃可以有截然不同的性能。
图4-1 玻璃暂时应力产生示意图 温度分布曲线； 应力分布曲线
2、永久应力（permanentstress）
当玻璃内外温度相等时所残留的热应力。 由于应变点以上的玻璃具有粘弹性，即此时的玻璃为可
塑状态，在受力后会产生位移和变形，使由温度梯度所 产生的内应力消失，这个过程称为应力松弛过程。
图4-2 玻璃永久应力产生示意图 温度分布曲线； 应力分布曲线
6(1) h0 E(a2 3x2)
在温度较高阶段,由温度梯度产生的热弹性应力松弛速度 很大，转变成永久应力的趋势也大，所以初冷速率应最 低。
最初的慢冷速度 h0(℃/min)为：
n h0 13a 2
温度↓，应力松弛速度↓，慢冷速度↑
ht h0(130t0)(oC/min)
退火温度范围——最高退火温度至最低退火温度之间的范 围。
一般：最高退火温度-(20~30)℃ ~ 最高退火温度-(50~150℃)
2、退火温度与玻璃的关系
玻璃的退火温度与其化学组成有关，凡能降低玻 璃粘度的组成，也能降低退火温度。
碱金属氧化物能显著地降低玻璃的退火温度，其 中Na2O的作用大于K2O的作用。
主要参数是退火温度和在此温度下的保温时间。
玻璃的退火温度，可采用比最高退火温度低20-30℃，或者 通过计算或测定求得。在退火温度下的保温时间，可按 70a2 - 120a2 计算，或者按应力允许值进行计算
玻璃的后处理讲解
玻璃的退火 玻璃的淬火 玻璃的深加工
一、玻璃的退火
1、 定义与目的
消除玻璃制品在成形或热加工后残留在制品内的 热应力的过程称为退火。 目的是防止炸裂和提高玻璃的机械强度。
一、玻璃的退火
2、 玻璃的热应力
玻璃中由于温差而产生的内应力称为热应力。
(l) 暂时应力(temporary stress)在温度低于应变点时，玻璃经 受不均匀的温度变化时会产生热应力。当温度梯度消失时， 应力也消失。这种热应力称为暂时应力。 (2) 永久应力(permanentstress)当玻璃内温度梯度消失，表面 与内部温度皆为常温时，内部残留的热应力，称为永久应力。
Hale Waihona Puke 一、玻璃的退火3、 玻璃中应力的消除
玻璃在应变点附近属粘弹性体(伯格斯体)，既具有弹性也具 有粘性，因此，应力可以得到消除(松弛)。根据麦克斯韦尔 的理论，在粘弹性体中应力消除的速度可用下列方程式表 示： dF/dt=-MF
式中：F—应力； t—时间； M—比例常数，与粘度有关。
一、玻璃的退火
一、玻璃的退火
5.2 退火工艺过程
玻璃退火工艺过程玻璃制品的退火包括加热、保温、 慢冷及快冷四个阶段： (1) 加热阶段：最高加热速度
ha=130/a^2
式中 a—玻璃厚度，cm，空心玻璃制品为总厚度， 实心玻璃为厚度的一半。 为了安全起见，一般技术玻璃的加热速度取值为最
一、玻璃的退火
二、玻璃的淬火
1 淬火玻璃的特性 淬火玻璃同一般玻璃比较，其抗弯强度，抗冲击强度以及热 稳定性等，都有很大的提高。 1.1 淬火玻璃的抗弯强度 淬火玻璃抗弯强度要比一般玻璃大4~5倍。如6×600×400 毫米淬火玻璃板，可以支持三个人的重量200公斤而不破坏。 厚度5~6毫米的淬火玻璃，抗弯强度达1.67×108Pa。 淬火玻璃的应力分布如图。 淬火玻璃的挠度。比一般玻璃大3~4倍，如6×1200×350毫 米的一块淬火玻璃，最大弯曲达100毫米。
15mm浮法玻璃的退火技术措施
河 南 建材
１ｍ ５ ｍ浮法玻璃的退火技术措施
任红灿 苗中 林 张乃明 王国强 王晓伟 李红波 孔繁智
洛阳 玻璃股份有限公司（７０９ （ １０） ４
１ｍ ５ ｍ浮法玻璃的生产有三种方式： 全拉边机 法、 石墨挡墙法及拉边机石墨挡墙结合法。生产方
炸裂、 爆边、 多缺角等问题的研究展开的。在此谈谈 我们的一些认识及作法。
１２ 技术措施 ． １检修仪表， 更换阀门定位器。更换退火窑两 ）
侧的保温材料， 增加保温效果， 减少退火窑内的横向 温差。开启锡槽后区边部电加热， 使玻璃板横向温 度趋于均匀。 ２使用特制的“ ） 在线退火窑辊子表面处理装置” 处理“ 压裂”减少玻璃表面的损伤。 ， ３调整辊子高度、 ） 保证玻璃板水平。
不均匀。
另外 Ｆ 区风机全关，２区和 Ｆ 区的风量由弱 １ Ｆ ３ 到强重新调整， 平均比原来风量增加 ３ 一 ０ ０ ４ ％０
２ 爆边、 多缺角问题
２１ 原因分析 ．
爆边、 多缺角等问题在 １ｍ ５ ｍ浮法玻璃中是成 品率低的主要因素之一， 生产中爆边的产生是因玻
２生产过程中Ｓ ２ ） ０ 气体与锡氧化物反应， 在退
ａ１卜
｝
Ｎ－ Ｒ Ｈ－ ｒＩ － － 汀
Ｒ为氨基酸多肚大分子
Ｈ
１ 技术原理
冰花玻璃的制作原理是： 将具有很强粘附力的 胶液均匀地涂在喷砂玻璃的表面时， 因胶液在干燥 过程中， 体积的强烈收缩和胶体与粗糙的玻璃表面 良好的粘结性， 使玻璃表面发生不规则撕裂现象， 胶 体薄膜因龟裂而产生的裂纹成为撕裂的界线， 犹如 叶子的茎脉， 而在撕裂表面形成凹凸起伏、 连续而不 规则的“ 冰花” 花纹。
火窑辊子表面形成一道道的白色坚硬物质， 使玻璃 下表面形成许多小炸口。由于生产 巧ｍ ｍ玻璃的拉
正火、退火、淬火、回火的区别联系与热处理基础知识
正火、退火、淬火、回火退火与回火的区别在于：（简单地说，退火就是不要硬度，回火还保留一定硬度）。
退火、正火、淬火、回火对比和区别1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。
2、退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
3、正火；是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
4、淬火；是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
了解退火、淬火、回火的差异和作用： 1.退火概念:所谓退火，就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。
退火目的和作用:(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工;(2)细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备;(3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。
2.淬火概念:淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。
淬火目的和作用:淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体(或贝氏体)转变，得到马氏体（或贝氏体）组织，然后配合以不同温度的回火，获得所需的力学性能。
(注: 淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1~2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。
玻璃退火与淬火要求
含B2O315-20%左右的玻璃，其退火温度将随着 B2O3含量的增加而显著地提高，超过15-20%的 则随着B2O3含量的增加而降低。
4.2.2 玻璃退火工艺
玻璃的退火制度与制品的种类、形状、大小、容许的应力 值、退火炉内温度分布等情况有关。
由外力作用在玻璃上引起的应力，当外力除去时应力随 之消失，此应力称机械应力。
在生产过程中，若对玻璃制品施加过大的机械力会使玻 璃制品破裂。如模型歪扭，开模时所造成的制品撕裂， 切割时用力过猛使制品破裂等。
4.2 玻璃的退火
定义：消除玻璃制品在成形或热加工后
残留在制品内的永久应力的过程。
目的：防止炸裂和提高玻璃的机械强度。
ha
130 a2 (
C/
分）
式中a——玻璃厚度，空心玻璃制品为总厚度，实心
制品为厚度的一半。
为安全起见，一般技术玻璃取最大加热速度的15-20%，
即20/a2~30/a2。光学玻璃取其5%以下。
2、均热（保温）阶段
将制品在退火温度进行保温、均热，主要目的是消除快速 加热时产生的温度梯度，并消除制品中所固有的内应力。
4.1.2 玻璃中的结构应力
玻璃因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力称结 构应力，属于永久应力。
玻璃中的成分不均体，其热膨胀系数与主体玻璃不相同， 因而主体玻璃与不均体的收缩、膨胀量也不相同，在其界 面上产生了应力。这种由于玻璃固有结构造成的应力，即 使退火也不能消除这类应力。
4.1.3 玻璃中的机械应力
为了消除玻璃中的永久应力，必须将玻璃加热到低于玻 璃转变温度Tg附近的某一温度进行保温均热，以消除玻 璃各部分的温度梯度，使应力松弛。这个选定的温度， 称为退在此温度下经三分钟 能消除应力95%，一般相当于退火点（η=1012帕·秒）的温 度；
退火正火淬火及回火详解演示文稿
第22页，共36页。
钢的淬透性
淬透性是钢的主要热处理性能。 是选材和制订热处理工艺的重要依据之一。
网带式淬火炉
第23页，共36页。
①淬透性的概念
淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用规 定条件下淬硬层深度来表示。
淬硬层深度是指由工件 表面到半马氏体区
二、正火
正火是将亚共析钢加热到Ac3+30~ 50℃，共析钢加热到
Ac1+30~50℃，过共析钢 加热到Accm+30~ 50℃保温 后空冷的工艺。
正火比退火冷却速度大。
1、正火后的组织： ● <0.6%C时，组织为F+S； ● 0.6%C时，组织为S 。
正火温度
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2、正火的目的
退火正火淬火及回火详解演示 文稿
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优选退火正火淬火及回火
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2、退火工艺
退火的种类很多，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、再结晶退火。
⑴ 完全退火 将工件加热到
Ac3+30~50℃保温
后缓冷的退火工艺
，主要用于亚共析 钢.
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淬火温度为Ac1+30-50℃；淬火组织为M+A’。
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过共析钢
淬火温度: Ac1+30-50℃.
温度高于Accm，则奥氏体晶粒粗
大、含碳量高,淬火后马氏体晶粒
粗大、A’量增多。使钢硬度、耐
磨性下降，脆性、变形开裂倾向增 加。
淬火组织: M+Fe3C颗粒+A’。 (预备组织为P球)
《玻璃工艺学》第15章玻璃的退火与钢花
第15章玻璃的退火与钢化玻璃制品在生产过程中（即由熔融状态的玻璃液变成脆性固体玻璃制品），玻璃经受激烈的不均匀的温度变化，使内外层产生温度梯度，硬化速度不一样，引起制品中产生不规则的热应力。
这种热应力能降低制品的机械强度和热稳定性，也影响玻璃的光学均一性，若应力超过制品的极限强度，便会自行破裂。
所以玻璃制品中存在不均匀的热应力是一项重要的缺陷。
退火是一种热处理过程，可使玻璃中存在的热应力尽可能地消除或减小至允许值。
除玻璃纤维和薄壁小型空心制品外，几乎所有玻璃制品都需要进行退火。
对于光学玻璃和某些特种玻璃，退火要求十分严格，必须在退火的温度范围内保持相当长的时间，使它各部分的结构均匀，然后以最小的温差进行降温，以达到要求的光学性能，这种退火称为精密退火。
玻璃制品存在热应力并不经常是有害的。
若通过人为的热处理过程使玻璃表面层产生有规律的、均匀分布的压应力，还能提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。
这种热处理方法称为玻璃的钢化。
化学组成相同的玻璃钢化与不钢化具有截然不同的性能。
但并非所有的玻璃制品都能进行钢化。
15.1 玻璃中的应力物质内部单位截面上的相互作用力称为内应力。
玻璃的内应力根据产生的原因不同可分为三类：因温度差产生的应力，称为热应力；因组成不一致而产生的应力，称为结构应力；因外力作用产生的应力，称为机械应力。
15.1.1 玻璃中的热应力玻璃中的热应力按其存在的特点，分为暂时应力和永久应力。
15.1.1.1 暂时应力温度低于应变点而处于弹性变形温度范围内的玻璃，在加热或冷却的过程中，即使加热或冷却的速度不是很大，玻璃的内层和外层也会形成一定的温度梯度，从而产生一定的热应力。
这种热应力，随着温度梯度的存在而存在，随着温度梯度的消失而消失，所以称为暂时应力。
图15-l表明玻璃经受不同的温度变化时，暂时应力的产生和消失过程。
设一块一定厚度、没有应力的玻璃板，从常温加热至该玻璃应变点以下某一温度，经保温使整块玻璃板中不存在温度梯度[图15-l(a)]。
退火玻璃
浮法玻璃的退火1 浮法玻璃退火的原理和目的玻璃液在锡槽成形后经过退火窑退火，由高温可塑性状态转变为室温固态玻璃的过程是逐步控制的降温过程。
在此过程中，由于玻璃是热的不良导体，其不同部位及内外层会产生温度梯度，造成硬化速度不一样，将引起玻璃板产生不均匀的内应力，这种热应力如果超过了玻璃板的极限强度，便会产生炸裂。
同时，内应力分布不均也易引起切割上的困难。
浮法玻璃退火的目和就是消除和均衡这种内应力，防止玻璃板的炸裂和利于玻璃板的切割。
浮法玻璃的应变点温度即退火下限温度是一个关键的温度点，通常情况下在470℃左右。
退火窑在此温度之前称为退火区，玻璃板处在塑性状态；在此温度之后称为冷却区，玻璃板处于弹性状态。
玻璃板在塑性状态和弹性状态下会产生不同的应力(张应力和压应力)，调整方向正好相反。
由于浮法玻璃是连续性的生产，玻璃板是连续运动的玻璃带，其退火与传统退火理论有所不同。
如：玻璃板下由于紧贴辊道，散热空间较板上小，相同的情况下，板上的散热量要高于板下，浮法玻璃的退火我们主要考虑玻璃板横向和上下表面的温度控制，退火后理想的状态是；玻璃板有一定的应力曲线分布(边部受压应力、中部受张应力、板上受张应力、板下受压应力)，使其具有一定的强度，又不易破碎和有利于切割。
2 退火窑的主要结构和分区现在浮法退火窑是全钢电加热风冷型，主要的结构有两种：比利时的克纳德冷风工艺和法国的斯坦茵热风工艺。
现在国内大多数采用克纳德结构，我们主要讨论此结构的退火窑。
退火窑一般分力7个区，从前至后分别是A区、B区、C区、D区、E区、Ret区和F区，有的区还可分成几个小区。
A区：又称加热均热区，温度范围在600～550℃，在此区玻璃板尽可能均化开，自动控制达到退火前的温度范围，此区设有上、下电加热抽屉及管束式辐射冷却器，冷却方式为风机抽风，辐射换热冷却。
B区：又称重要退火区，温度范围在550～450℃。
此区是玻璃板产生永久应力区。
控制好冷却速度，可以减少永久应力。
教你区分退火、回火、淬火
教你区分退火、回火、淬火退火annealing将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。
目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。
退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础（图1）。
各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一温度。
各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。
重结晶退火应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。
其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度。
加热和冷却都是缓慢的。
合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶，故称为重结晶退火，常被简称为退火。
这种退火方法，相当普遍地应用于钢。
钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢或过共析钢）以上30～50℃，保持适当时间，然后缓慢冷却下来。
通过加热过程中发生的珠光体（或者还有先共析的铁素体或渗碳体）转变为奥氏体（第一回相变重结晶）以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶，形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。
退火温度在Ac3以上（亚共析钢）使钢发生完全的重结晶者，称为完全退火，退火温度在Ac1与Ac3之间 (亚共析钢)或Ac1与Acm之间（过共析钢）,使钢发生部分的重结晶者,称为不完全退火。
前者主要用于亚共析钢的铸件、锻轧件、焊件，以消除组织缺陷（如魏氏组织、带状组织等），使组织变细和变均匀，以提高钢件的塑性和韧性。
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第一节 玻璃的应力
在生产过程中, 玻璃制品经受激烈而又不均匀的温度变化，会产生热
应力；溶制不良会造成玻璃中的不均匀区，导致热学性质差异而产生应力 。
这些都会降低制品的强度和热稳定性 , 故一般玻璃产品
成型后 ,需经过退火处理 ,使其应力限定在一定范围内 ,以防在
冷却、存放、再加工及使用过程中自行破裂或太易破裂 。
玻璃工艺学 6
(4)内层温度逐渐达到外界温度的过程:
温度(Temperature) 应变点温度 Ts (=1013.6Pa.S) 冷却起始温度 T0 应力( Strain)
剖面实际温度示意线
暂时应力 示意线 外界温度
Tt
0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么?
说明： 温度梯度在此时消失，应力同时完全抵消而呈无应力状态。
玻璃工艺学
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(5)内外层继续冷却
温度(Temperature)
冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永久 应力 示意 线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明：随着内 层逐渐降温、收缩，原先的应力逐渐被抵消而减小。
2.小结: (1)在温度低于应变点温度时,温度梯度的产生导致玻璃弹性松弛而形成 暂时应力； （2）温度急剧的变化产生的暂时应力若超过极限时会使制品破裂； （3）不能通过退火过程来消除暂时应力。
玻璃工艺学 7
（二）永久应力： 玻璃在高于其应变点时,温度梯度会引起玻璃结构变化,这种玻璃结构变化 在低于应变点时产生并保持的热应力。 特点:温度梯度消失之后,永久应力不消失 1.永久应力的产生过程 (1)处于某一高于应变点的均匀温度场时
玻璃工艺学 10
（4）内层温度从应变点开始下降：
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0
应力( Strain)
Ts
剖面实际温度示意线 永 久应力 示意线 外界温度
Tt
0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明：内层在至应变点以下时受到降温快、收缩快的外层所施压力，同时外 层受反作用力呈张应力状态。
4
(2)玻璃在一个低温的环境中开始冷却:
温度(Temperature) 应变点温度 Ts (=1013.6Pa.S) 冷却起始温度 T0
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 暂 时应力示意 线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明： 玻璃平板表面降温比内层快，收缩就比内层大，受内层阻碍而呈张应力 同时内层受到反作用力而呈压应力。
(2)将玻璃放置于低温环境中降温,直至外层温度到达应变点:
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永 久应力 示 意线 外界温度
Tt
0 位置(Position)
*此示意图说明了什么?
说明：高于应变点时，表面较快的收缩产生的作用力通过应力松弛消除，平 板呈无应力状态。
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一、玻璃应力的分类: 1.以产生原因为标准： 热应力 结构应力 机械应力 2.以作用范围为标准： 宏观应力： 由外力作用或热作用产生； 玻璃的微观不均匀区域中存在的或分相 微观应力： 引起的应力; 超微观应力： 玻璃中相当于晶胞大小的体积范围内
存在的应力.
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二、热应力 热应力:玻璃中由于温度差而产生的应力。 按其存在的特点又可分成暂时应力和永久应力。 (一)暂时应力: 当玻璃温度低与应变点(=10
玻璃工艺学
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(6)内外层继续冷却直至均达到环境温度
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts 应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永久 应力 示意 线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
玻璃工艺学 9
(3)制品继续降温,直至内层温度达到应变点的过程:
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永 久应力 示 意线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明： 温度低于应变点的表面无应力松弛能力，同时降温较里层快而呈张应力状态， 里层为张应力； 温度在应变点以上的内层则由于应力松弛作用而保持无应力状态。
温度(Temperature) 应变点温度 Ts (=1013.6Pa.S) 冷却起始温度 T0 应力( Strain)
剖面实际温度示意线 暂时应力 示意 线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么?
说明：均匀温度场下的玻璃平板中不存在温度梯度，也不存在暂时应力。
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玻璃工艺学 5
(3)外层逐渐达到外界温度的过程:
温度(Temperature) 应变点温度 Ts (=1013.6Pa.S) 冷却起始温度 T0
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 暂 时应力示意 线
外界温度Tt0来自位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明： 表面收缩趋于停止的同时受到继续收缩的内层所施的压应力逐渐抵消原有的 张应力。
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永 久应力 示意线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
*此示意图说明了什么? 说明：均匀温度场下的玻璃平板中不存在温度梯度，也不存在永久应力
玻璃工艺学 8
13.6Pa.S)时处于弹性变形温度范围内
(>1014Pa.S)即脆性状态时，经受不均匀的温度变化时产生的热应力。 特点：随温度梯度的产生而产生，随温度梯度的消失而消失。 1.暂时应力的产生过程: 在温度低于应变点时,玻璃内结构集团已不能产生粘滞性流动,主
要靠弹性松弛来消除应力。
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(1) 玻璃处于某一个低与应变点的均匀温度分布状态: