几种常见退火工艺方法及比较
退火加工工艺介绍
退火科技名词定义中文名称：退火英文名称：annealing定义1：将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。
应用学科：电力（一级学科）；热工自动化、电厂化学与金属（二级学科）定义2：将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
应用学科：机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；整体热处理（三级学科）定义3：(1)热变性核酸或蛋白质经缓慢降温后的复性过程。
(2)两条单链多核苷酸通过互补碱基之间的氢键形成双链分子的过程。
可发生在同一来源或不同来源核酸链之间，可以形成双链DNA分子、双链RNA或DNA-RNA杂交分子。
应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；总论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片重结晶退火(完全退火)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退火以内的某一温度。
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。
退火--淬火--回火
退⽕--淬⽕--回⽕退⽕--淬⽕--回⽕退⽕---淬⽕---回⽕⼀．退⽕的种类1．完全退⽕和等温退⽕完全退⽕⼜称重结晶退⽕，⼀般简称为退⽕，这种退⽕主要⽤于亚共析成分的各种碳钢和合⾦钢的铸，锻件及热轧型材，有时也⽤于焊接结构。
⼀般常作为⼀些不重⼯件的最终热处理，或作为某些⼯件的预先热处理。
2．球化退⽕球化退⽕主要⽤于过共析的碳钢及合⾦⼯具钢（如制造刃具，量具，模具所⽤的钢种）。
其主要⽬的在于降低硬度，改善切削加⼯性，并为以后淬⽕作好准备。
3．去应⼒退⽕去应⼒退⽕⼜称低温退⽕（或⾼温回⽕），这种退⽕主要⽤来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应⼒。
如果这些应⼒不予消除，将会引起钢件在⼀定时间以后，或在随后的切削加⼯过程中产⽣变形或裂纹。
⼆．淬⽕时，最常⽤的冷却介质是盐⽔，⽔和油。
盐⽔淬⽕的⼯件，容易得到⾼的硬度和光洁的表⾯，不容易产⽣淬不硬的软点，但却易使⼯件变形严重，甚⾄发⽣开裂。
⽽⽤油作淬⽕介质只适⽤于过冷奥⽒体的稳定性⽐较⼤的⼀些合⾦钢或⼩尺⼨的碳钢⼯件的淬⽕。
三．钢回⽕的⽬的1．降低脆性，消除或减少内应⼒，钢件淬⽕后存在很⼤内应⼒和脆性，如不及时回⽕往往会使钢件发⽣变形甚⾄开裂。
2．获得⼯件所要求的机械性能，⼯件经淬⽕后硬度⾼⽽脆性⼤，为了满⾜各种⼯件的不同性能的要求，可以通过适当回⽕的配合来调整硬度，减⼩脆性，得到所需要的韧性，塑性。
3．稳定⼯件尺⼨4．对于退⽕难以软化的某些合⾦钢，在淬⽕（或正⽕）后常采⽤⾼温回⽕，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加⼯。
加热缺陷及控制⼀、过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥⽒体晶粒的粗⼤，使零件的机械性能下降。
1.⼀般过热：加热温度过⾼或在⾼温下保温时间过长，引起奥⽒体晶粒粗化称为过热。
粗⼤的奥⽒体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升⾼，增加淬⽕时的变形开裂倾向。
⽽导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂⼯艺发⽣的）。
常用的退火工艺方法2-2
2.2 常用退火工艺方法一：扩散退火：1：定义：扩散退火又称均匀化退火。
将金属铸锭或锻坯，在稍低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学成分偏析及显维组织的不均匀性，以达到均匀化的目的的热处理工艺。
偏析的主要表现：（1）化学成分的不均匀性.（2）非金属夹杂物的不均匀性分布.（3）偏析区还形成大量纤维及宏观的气泡，气孔。
偏析的危害：(观看常用退火工艺动画演示）由于偏析存在，使大量铸、锻件成分及组织不均匀存在很大组织应力，它直接涉及到钢的热处理及其机械性能。
2：工艺：a):一般均匀化温度可选择在高于0.8～0.9T熔，但低于固相线温度。
b):碳钢一般选择1100～1200度.c):合金钢为使其共晶炭化物充分溶解，温度允许提高到1150～1250度。
二：完全退火1：定义：将钢件或钢材加热到点以上，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33切削性能以及消除内力。
因此，完全退火不宜太高，一般在AC3点以上20-30,适用于含碳的中碳钢，三：不完全退火1：定义：将钢件加热之和之间，经保温并缓慢冷却，以获得接近平衡的组织。
这种热处理工艺成为不完全退火。
四：球化退火定义: 将钢中的碳化物球状化，或获得‘球状珠光体’的退火工艺称维球化退火。
1：方案1低于点温度的球化退火。
该种工艺方法是把退火钢材加热到略低于的温度，经长时间保温，使碳化物又片状变成球状的方法。
2：方案2往复球化退火。
这是一种周期退火，目的是加速球化过程。
3：方案3一次球化退火法。
此种退火工艺是目前生产上最常用的球化退火工艺。
实际上是一种不完全退火。
五：再结晶退火和消除应力退火1：定义：经过冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持势道时间，使形变晶粒重新转变维均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的热处理工艺，称为再结晶退火。
再结晶退火在高于再结晶温度进行。
再结晶温度随着合金成分及冷塑性变形量而有所变化。
热处理工艺中的退火处理及其效果
热处理工艺中的退火处理及其效果热处理是一种通过控制材料的温度和冷却速率来改变其结构和性能的方法。
在热处理工艺中，退火处理是一种常见的方法，主要用于减轻应力、改善材料的塑性和韧性，以及提高其机械性能。
本文将探讨退火处理在热处理工艺中的重要性和效果。
一、退火处理的定义退火处理是指将材料加热到一定温度，然后以适当的速率冷却，以改变其结构和性能的过程。
退火处理通常分为三个阶段：加热阶段、保温阶段和冷却阶段。
在加热阶段，材料被加热到退火温度以上；在保温阶段，材料在退火温度下保持一段时间；在冷却阶段，材料被迅速冷却至室温。
二、退火处理的效果1. 应力消除：材料在制造过程中常常受到各种应力的影响，如内应力、残余应力等。
退火处理可以通过减轻这些应力，提高材料的稳定性。
在退火过程中，材料的结构会发生调整，从而减少或消除内部应力，使材料更加稳定。
2. 组织改善：退火处理可以改变材料的组织结构，使晶界移动和再结晶发生。
在退火过程中，晶界和晶内的缺陷会重新排列，结晶体尺寸增大，晶粒形态得以改善。
这些结构上的变化可以提高材料的塑性和韧性，增加其疲劳寿命。
3. 机械性能提升：退火处理可以改善材料的机械性能。
材料经过退火处理后，其强度和硬度有所降低，但韧性和塑性得到提高。
退火处理还可改善材料的疲劳寿命和高温性能，使其更适应复杂的工作环境。
4. 尺寸稳定性改善：退火处理可以减少材料的尺寸变化。
在某些情况下，材料在制造过程中会发生尺寸变形或形状不稳定的问题。
通过退火处理，材料的形状和尺寸可以得到稳定，避免因尺寸变化而引起的问题。
三、常见的退火处理方法1. 线性退火：线性退火是最简单的退火处理方法之一。
在线性退火过程中，材料被加热到退火温度，然后以恒定速率冷却至室温。
这种方法适用于某些低碳钢和合金钢，可以改善材料的塑性和韧性。
2. 等温退火：等温退火是将材料加热到退火温度后保持一段时间，使其达到热平衡状态，然后再冷却至室温。
等温退火可以通过控制保温时间和温度来改变材料的组织结构和性能。
退火种类及正火特点
退火种类及正火特点1）退火：退火和正火是生产中应用很广泛的预备热处理工艺，主要用于改善材料的切削加工性能。
对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件，也可以做为最终热处理。
等温退火将奥氏体化后的钢快冷至珠光体形成温度等温保温，使过冷奥氏体转变为珠光体，空冷至室温。
球化退火将过共析碳钢加热到Ac1以上20～30℃，保温2～4h，使片状渗碳体发生不完全溶解断开成细小的链状或点状，弥散分布在奥氏体基体上，在随后的缓冷过程中，或以原有的细小的渗碳体质点为核心，或在奥氏体中富碳区域产生新的核心，形成均匀的颗粒状渗碳体均匀化退火（扩散退火）将工件加热到1100℃左右，保温10～15h，随炉缓冷到350℃，再出炉空冷。
工件经均匀化退火后，奥氏体晶粒十分粗大，必须进行一次完全退火或正火来细化晶粒，消除过热缺陷.去应力退火将工件随炉缓慢加热到500～650℃，保温，随炉缓慢冷却至200℃出炉空冷。
主要用于消除加工应力。
再结晶退火将材料加热至再结晶温度以上，保温后缓慢冷却的工艺方法。
完全退火用于亚共析碳钢和合金钢的铸、锻件；等温退火用于奥氏体比较稳定的合金钢；球化退火用于共析钢、过共析钢和合金工具钢；均匀化退火用于高质量要求的优质高合金钢的铸锭和成分偏析严重的合金钢铸件；去应力退火用于铸件、锻件、焊接件、冷冲压件及机加工件；再结晶退火主要用于去除加工硬化。
2）正火：将亚共析碳钢加热到Ac3以上30～50℃，过共析碳钢加热到Accm以上30～50℃，保温，空气中冷却的方法称为正火。
适用于碳素钢及中、低合金钢，因为高合金钢的奥氏体非常稳定，即使在空气中冷却也会获得马氏体组织。
对于低碳钢、低碳低合金钢，细化晶粒，提高硬度（140～190HBS），改善切削加工性能；对于过共析钢，消除二次网状渗碳体，有利于球化退火的进行。
残留应力退火处理一般机械製品於加工面总是免不了会有残留应力的存在，若製品未经适当应力退火处理，在不当的暴露於热源〈例如阳光、热引擎等〉下，会產生变形的现象，另外由残餘应力经常识高度集中在某一局部区域，例如表面，焊接区等，因此会局部降低製品的机械强度。
钢的四把火及应用
退火：将钢加热到一定温度后炉冷处理正火：将钢加热到一定温度后空冷处理淬火：将钢加热到一定温度后水冷或油冷处理回火：将淬火过的钢重新加热到一个温度冷却1. 钢的退火钢的退火是把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组的热处理工艺。
退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。
退火的目的在于：①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。
②软化工件以便进行切削加工。
③细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能。
④为最终热处理（淬火、回火）作好组织准备。
常用的退火工艺有：①完全退火。
用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。
将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30～50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。
②球化退火。
用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。
将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20～40℃，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。
③等温退火。
用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。
一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。
④再结晶退火。
用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。
加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50～150℃，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。
⑤石墨化退火。
用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。
工艺操作是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解形成团絮状石墨。
⑥扩散退火。
用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。
方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。
退火正火淬火及回火
⑶对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用
回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期。 未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置使
用过程中易变形或开裂。钢经淬火后应立即进行回火 。
2、钢在回火时的转变 淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。随
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 。
⑶ 球化退火
球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。 将工件加热到Ac1+ 30-50℃
保温后缓冷，或者加热后 快冷到略低于 Ar1 的温度 下保温，使珠光体中的渗 碳体球化后出炉空冷。主 要用于共析、过共析钢。
加热温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段变化。
网带式回火电炉
①第一类回火脆性 又称不可逆回火脆性。是指淬火钢在250-350℃回火时出现的
脆性。
这种回火脆性是不可逆 的，只要在此温度范围 内回火就会出现脆性， 目前尚无有效消除办法。
回火时应避开这一温度 范围。
②第二类回火脆性 又称可逆回火脆性。是指淬火
硬化能力.
M深量度和的硬变度化随
②淬透性与淬硬层深度的关系 同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。工件
尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。 淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同材料之
间的比较，是通过尺寸、冷却介质相同时的淬硬层深度来 确定的。
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、
一、退火
将钢件加热至高于或低于钢的临界温度，经适当保温 后随炉或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得
连拉连退中几种常见退火工艺及比较
缺点：耗电量大，无法实现退火速度自动跟踪(退火温度不能跟随线速作及时调整)。
3、接触式电刷传输大电流退火
接触式电刷传输大电流退火设备主要由可调变压器、电刷、电极轮、冷却液、收放线装置等组成。它是利用单丝通电流时会发热这一原理来实现退火的。
我们知道，铜杆和铝杆在拉丝机上拉拔的过程中，会发生硬化、变脆，为了恢复单丝的塑性，保持良好的电气性能，因此需要将线材在一定的温度下进行热处理（退火处理）。
目前常见的退火方法有：退火炉退火，热管式退火，接触式电刷传输大电流退火和感应式退火等几种方法，下面逐一ห้องสมุดไป่ตู้析、比较各种退火方法的优缺点。
1、退火炉退火
接触式电刷传输大电流退火设备，控制退火程度的方式一般有二种：控制退火电流及控制退火电压。退火电流与退火线径的平方成正比，并与退火的速度有关（速度越快，退火电流需要越大）；退火电压仅取决于退火的速度和单丝的电阻率，与线径无关。基于上述原因，所以以控制退火电压来控制单丝退火程度（单丝的断裂伸长率）的方式比较常用（公司的四台铜拉机，都常用该方式给铜丝退火）。 在铜拉设备上，我们可以看到退火电气柜和退火箱之间，有二根粗大的铜（铝）排相连接，它们传输的是较低的电压（约70伏以下，可根据铜丝的生产线速自动调整），较大的电流（数千安培），打开退火箱后方的铁门，映入眼帘的就是那密密麻麻的导电炭刷（一个电极轮上有几十块烟盒般大小的炭刷），它们负责把铜（铝）排上的电流传输到电极轮上，这样电极轮转动受到的阻力较大。
该设备的主要优点：比较节能，能够实现在线连续退火，而且退火周期较短，能够实现退火速度自动跟踪（能自动根据单丝速度调整退火电压或电流，使单丝退火程度保持一致）。
纳米材料的退火及热处理工艺讲解
纳米材料的退火及热处理工艺讲解纳米材料的退火及热处理工艺是一项关键技术，可以对纳米材料的结构和性能进行调控和优化。
在纳米材料制备和应用中，退火和热处理是常见的工艺步骤，利用高温处理来改变材料的相结构、晶粒尺寸以及其他微观结构参数，从而调整材料的力学性能、热学性能以及电学性能等。
一、退火工艺1. 退火的原理与效果退火是一种通过加热材料到高温并保持一段时间，然后缓慢冷却的热处理过程。
通过退火，可以消除制备过程中产生的缺陷和残余应力，增加材料的晶界移动度，促进材料的晶粒长大和再结晶。
其效果主要有：（1）晶体再排列：退火过程中，晶体的原子重新排列，有助于减少晶界面的数量和增大晶粒尺寸，提高材料的晶界清晰度和晶体的有序性。
（2）应力释放：通过退火，材料中的内应力得以释放，减小材料的变形，提高材料的形变补偿能力和抗变形性能。
（3）残余缺陷处理：退火还可以消除材料中的缺陷，如晶界缺陷、空洞、夹杂物等，提高材料的均匀性和完整性。
2. 不同退火方式和工艺常见的退火方式主要包括恒温退火、等温退火、空气退火、气体保护退火、真空退火等，根据材料的特性和应用需求，选择合适的退火方式。
（1）恒温退火：将材料加热到设定的恒定温度并保持一段时间，然后缓慢冷却。
恒温退火一般用于对晶粒生长和晶界的调控，使其达到较大的晶粒尺寸和较少的晶界数量。
（2）等温退火：将材料加热到设定的温度，并精确控制温度在该值附近波动，保持一定的时间后缓慢冷却。
等温退火主要用于消除残余应力和缺陷，提高材料的力学性能。
（3）空气退火：在常气条件下进行退火，一般用于非氧化物的退火处理。
该退火方式成本较低，但会引入氧化等杂质，影响材料的性能。
（4）气体保护退火：在退火过程中用惰性气体如氮气或氢气代替空气，以减少氧化反应的发生，提高退火效果和材料的质量。
（5）真空退火：在高真空环境下进行退火处理，可避免材料表面与气体的反应，从而保持材料的纯度和质量。
真空退火常用于对氧化物和易挥发性材料的退火处理。
退火、正火、淬火和回火热处理工艺比较
1.退火把钢加热到一定温度并在此温度下保温，然后缓慢冷却到室温．退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
a将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却称为完全退火．目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力．b，把钢加热到７５０度，保温一段时间，缓慢冷却至５００度下，最后在空气中冷却叫球化退火．目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用于高碳钢．c，去应力退火又叫低温退火，把钢加热到５００～６００度，保温一段时间，随炉缓冷到３００度以下，再室温冷却．退火过程中组织不发生变化，主要消除金属的内应力．2.正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。
3.淬火将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760～780℃）,保持一定的时间，然后以适当速度在水（油）中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快，目的是为了获得马氏体组织。
马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织，它的硬度高，但塑性、韧性差。
马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。
4.回火钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。
因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。
通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。
根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。
A 低温回火１５０～２５０．降低内应力，脆性，保持淬火后的高硬度和耐磨性．B 中温回火３５０～５００；提高弹性，强度．C 高温回火５００～６５０；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。
常用的几种退火方法和退火
常用的退火方法和工艺有： 常用的退火方法和工艺有：（1）真空退火 ） ；（3） 炉；（2）热管式退火炉；（ ）接触式大电 ；（ ）热管式退火炉；（ 流退火炉；（ ）感应式退火炉。其中， 流退火炉；（4）感应式退火炉。其中，接 ；（ 触式大电流退火炉又分为电刷传输电流式退 火炉和水银传输电流式退火炉。 火炉和水银传输电流式退火炉。下面逐一分 析这几种退火方法和工艺的优缺点， 析这几种退火方法和工艺的优缺点，以便于 用户在选择退火设备时作参考。 用户在选择退火设备时作参考。
退火 可 调 电极轮 电 源 压
退 电 轴 火 刷 承 管
电 2 极 轮
图3 接触式电刷传输大电流退火机
图4 接触式电刷传输大电流原理
3
接触式电刷传输大电流退火机
• 3.1 优点 比较节能；实现了高速连续退火；导体的柔软 优点：比较节能 实现了高速连续退火； 比较节能； 度比较均匀；退火电压可以跟踪退火速度。 度比较均匀；退火电压可以跟踪退火速度。 • 3.2 缺点 电刷和电极轮间、电极轮和导线间会出现打火， 缺点：电刷和电极轮间 电极轮和导线间会出现打火， 电刷和电极轮间、 影响导线表面质量；由于靠电刷传输电流， 影响导线表面质量；由于靠电刷传输电流，电极轮的阻力 退火导线会拉细，线径得不到保障； 大，退火导线会拉细，线径得不到保障；电极轮与退火导 线间有相对运动，因此导轮磨损大。 线间有相对运动，因此导轮磨损大。即使电极轮增加了动 力驱动，线速度的同步问题仍是难题。 力驱动，线速度的同步问题仍是难题。 • 3.3 建议 采用直流电机或变频调速系统作动力驱动，加 建议：采用直流电机或变频调速系统作动力驱动 采用直流电机或变频调速系统作动力驱动， 装储线器来补偿线速度的不同步。最好更换感应式退火机。 装储线器来补偿线速度的不同步。最好更换感应式退火机。 感应式退火机阻力很小，不需要动力驱动。 感应式退火机阻力很小，不需要动力驱动。
退火的种类及工艺
退火的种类及工艺退火的种类 1.完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。
一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
2.球化退火球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具，量具，模具所用的钢种)。
其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
3.去应力退火去应力退火又称低温退火(或高温回火)，这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。
如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。
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。
完全退火处理完全退火处理係将亚共析钢加热至Ac3温度以上30~50℃、过共析钢加热至Ac1温度以上50℃左右的温度范围，在该温度保持足够时间，使成為沃斯田体单相组织(亚共析钢)或沃斯田体加上雪明碳体混合组织后，在进行炉冷使钢材软化，以得到钢材最佳之延展性及微细晶粒组织。
铸铁之弛力退火处理几乎所有的铸件在冷却过程中都会產生热应力，在热处理过程中，特别正常化处理和退火处理之后均会成内应力，内应力发生的主要原因在於铸件的内部肉厚不同，在急速冷却过程中由於热降的差异发生，肉厚不同会使每一个不分的收缩各异，因而引起了所谓内应力，冷的部分具有较高的潜变长度，而热的部分其长度较低，故热的部分就会在冷的部分收缩后形成热点造成部份的变形，变形部分之强度，随著变形度的增加而提高，最后再不能进一步变形时，铸件内部形成某种程的弹性应力，甚至塑性应变，即為内应力，此应力几乎可高达与抗拉强度等值，一且由於任何外在的原因使局部应力超过抗拉强度的时候，此类铸件很容易因而造成破裂，热处理是消除内应力最重要的一种方法，主要程序是升高温度，令所有铸建在非常均匀而缓慢的情况下，加热及冷却。
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。
正火退火淬火回火的区别与联系
正火退火淬火回火的区别与联系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，缓冷是退火的主要特点，一般是将工件随炉缓冷到小于550℃时出炉空冷。
对于要求内应力较小的工件应随炉冷却到小于350℃出炉空冷。
目的是降低材料硬度，以利切削加工；消除各类应力，防止零件变形；细化粗大晶粒，改善内部组织，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，或为进一步淬火或最终热处理做好准备。
一．退火的种类完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火、去应力退火和再结晶退火、光亮退火等。
1．完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。
一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
将工件完全奥氏体化后缓慢冷却，获得接近平衡组织的退火。
加热温度为Ac3+(30~50)℃1）目的细化组织，降低硬度，改善切削加工性能，消除内应力。
组织与性能完全退火后可获得接近平衡状态的组织，一般为铁素体加珠光体。
用途主要用于中碳非合金钢和中碳合金钢铸、焊、锻、轧制件等。
也可用于高速钢、高合金钢淬火、返修前的退火2．球化退火球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。
其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
为使工件中的碳化物球状化而进行的退火，加热温度一般为Ac1+(20~30)℃，保温一定时间，再冷至Ar1以下20℃左右等温一定时间，然后出炉空冷。
目的降低硬度，改善组织，提高塑性和改善切削加工性能等。
组织与性能球化退火时，网状渗碳体在加热保温过程中将部分溶解而断开，成为许多细小点状渗碳体弥散分布在奥氏体基体上。
再随后缓冷过程中，以细小渗碳体质点为核心，形成颗粒状渗碳体，均匀分布在铁素体基体上，形成球状（或粒状）珠光体组织。
退火和调质
退火和调质几种典型的退火工艺为：1）完全退火。
将钢加热到Ac3以上保温，完全奥氏体化后，缓慢冷却，获得接近平衡状态的组织。
因为完全退火用于亚共析钢，所以这种组织就是铁素体+珠光体。
2）球化退火。
将钢加热到Ac1以上保温一段时间，使原来片层状珠光体中的渗碳体部分溶解断开成点状碳化物，缓慢冷却，点状碳化物作为核心自发球化和聚集长大，形成球状珠光体组织。
完全退火用于共析钢和过共析钢。
3）等温退火。
将钢加热到Ac1或Ac3以上保温，奥氏体化后迅速过冷到A1以下某一温度等温，待其全部转变为珠光体后，出炉空冷。
主要用于过冷奥氏体在珠光体转变区内稳定性大的合金钢。
等温退火的优势一是可以缩短时间，二是可以借助于对等温温度的选择来获得预期的组织和性能。
调质就是淬火+高温回火。
淬火产生马氏体，对钢材产生的强化作用，但经过高温回火后，α固溶体已由体心正方晶格变为体心立方晶格，内部亚结构发生回复与再结晶，淬火所产生的强化作用完全消失。
似乎是前面淬火白折腾了。
对这个问题可以这样认识：既然经过高温回火后，淬火强化作用完全消除，可见我们一开始就没指望淬火强化作用来提高钢的质量，但作为提高钢材质量的一个必不可少的环节，淬火的用途应当是“通过它来获得一种过渡状态的组织，这种过渡组织通过高温回火可以得到另外一种符合我们要求的钢的质量的组织——回火索氏体”。
可以这样说，调质的淬火作用是使碳固溶于α固溶体中，调质的高温回火过程中碳发生脱溶沉淀，碳化物聚集球化而弥散分布于发生再结晶的铁素体基体上，形成所谓回火索氏体。
回火索氏体是又已发生再结晶的α铁素体和均匀分布的细粒状渗碳体组成的机械混合物。
以上叙述之后，再来对比退火和调质：我们知道，钢淬火后都要回火，回火分低温回火、中温回火和高温回火，也就是说，通过不同的回火温度来调整淬火钢的性能以获得满足要求的钢材，调质不过是这条思路下的一种调整方法而已。
我们来看退火，等温退火具有这种“通过调整不同温度来调整获得钢材的性能”的特点，那么它和“淬火——回火”比较呢？再看完全退火，很明显，完全退火没有“淬火——回火”的温度调整机制，工艺单一直接，获得的组织也单一直接，很明显这种“铁素体+珠光体”亚共析钢组织不同于回火索氏体，那么亚共析钢和回火索氏体的塑性韧性比较呢？再看球化退火，具有“碳化物聚集球化而弥散分布于铁素体基体上”的特点，那么它和调质比较呢？第二个疑问：同等含碳量下，回火索氏体作为粒状珠光体，硬度、强度比亚共析钢低，塑性较高。
退火的几种温度曲线
退火的几种温度曲线退火是一种热处理工艺，根据不同类型的金属材料和所期望的退火效果，有不同的退火工艺曲线，包括不同的加热温度、保温时间和冷却速率。
以下是一些典型的退火工艺及其温度曲线：1、完全退火（Annealing）：1加热阶段：将金属加热到高于其临界温度Ac3（亚共析钢）或Accm （过共析钢）一定范围（通常30-50℃），使所有过剩相溶解，形成单相奥氏体组织。
2保温阶段：在该温度下保持一段时间，确保整个工件内外温度均匀，并使组织完全转变。
3冷却阶段：缓慢冷却至室温，一般是在炉内自然冷却至低于临界温度区间后取出空冷，这样可以获得良好的韧性、塑性和接近平衡状态的组织。
2、不完全退火（Process Annealing / Partial Annealing）：1加热温度略低于完全退火，目的是为了降低硬度、改善切削加工性能，而不完全分解晶粒内的第二相，保持一定程度的硬质相存在。
2保温后采用类似的慢冷方式。
3、等温退火（Isothermal Annealing）：1在加热到预定温度后，不是马上冷却，而是在一个固定的温度下保持一段时间，使组织稳定化，然后慢慢冷却。
这种方法主要用于那些在连续冷却过程中有复杂转变的合金。
4、球化退火（Spheroidizing Annealing）：1过共析钢中的碳化物通过长时间在略低于Ac1的温度下进行保温，使碳化物颗粒细化并转变为球状，以改善材料的机械加工性能。
2加热温度一般设定在Ac1温度以下约20-30℃，保温时间相对较长。
5、去应力退火（Stress Relieving Anneal）：1通常在较低温度下（如500-650℃）进行，主要是为了消除加工或焊接过程中产生的残余应力，而不是大幅度改变材料的微观结构。
2保温时间根据工件尺寸和材料类型确定，一般不需要特别慢的冷却速度，可以在炉内缓冷或出炉后在空气中冷却。
每种退火工艺的温度曲线都会表现为一条加热、保温、冷却的曲线图，曲线的具体形状取决于材料类型、工艺要求和设备条件。
减少成本的退火工艺
减少成本的退火工艺写在前：综述作者及国内同行执行的低温退火、水爆退火快速软化、等温球化退火等多种节能退火工艺，和传统的高温长时间退火工艺相比，新工艺退火节能30%以上。
高速钢制件只要经过热加工发生相变，一般均要经退火处理，方能进行切削加工和为最终热处理做好组织准备。
此外，经过淬火回火后的高速钢工模具返修品，也必须经过退火方可再进行最终的热处理，否则，极有可能造成萘断口而报废。
高速钢常规退火工艺周期比较长，一般要36h（从进炉到出炉）以上，效率低，能耗高，而且碳化物分布的均匀也不是很理想。
图1为W18钢锻件在箱式电炉中装箱退火的典型工艺曲线。
退火后硬度应≤255HBW。
为了改变传统退火工艺的弊端，国内工具行业做了不少试验，大胆改革创新，为节能减排传递正能量。
以下简介几种节能退火工艺。
1.低温快速急冷退火工艺低温快速急冷退火是将工件加热到Ac1以下20~30℃，保温一定的时间（盐浴炉1.5~2h，电炉3~4h），完成球状珠光体的转变，然后快速油冷，获得32~36HRC 的低硬度，便于切削加工。
20世纪70~80年代，广西桂林一些工具厂曾用此法，收到明显的节能效果。
此法适合于高速钢小刀具的返工退火，应切记加热温度不能过高，不可超越Ac1线，否则会引起部分奥氏体相变致使退火后硬度偏高。
同传统的工艺相比，新工艺节电2倍多，节时3倍，降低成本1.5倍。
2.快速软化新工艺——水退火水淬火是碳钢热处理常用硬化方法，广为人知，而水退火则不多见。
水退火是不完全退火的一种特殊形式。
在急于进行作业或软化达到切削加工为目的时它是快速便捷的软化工艺。
水退火是在水中急冷而软化，关键点是退火加热温度比相变点Ac1低约100℃，保温10min以上（盐浴中），然后投入水中急冷1~2min，都能使硬度下降至30HRC以下（即使原来硬度≥60HRC）。
此工艺非常适用于单位小批量生产，加热炉宜用盐浴炉，采用流动的自来水冷却。
3.快速循环退火将欲退火之高速钢工件在盐浴炉中加热至Ac1以下20~30℃，保温10~15min，然后迅速转移到另一台温度为Ar1-（20~30）℃的浴炉中，也保温10~15min，反复进行3~4次，需总时6~7h。
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几种常见退火工艺及比较
我们知道，铜杆和铝杆在拉丝机上拉拔的过程中，会发生硬化、变脆，为了恢复单丝的塑性，保持良好的电气性能，因此需要将线材在一定的温度下进行热处理（退火处理）。
目前常见的退火方法有：退火炉退火，热管式退火，接触式电刷传输大电流退火和感应式退火等几种方法，下面逐一分析、比较各种退火方法的优缺点。
1、退火炉退火
退火炉退火设备主要由退火罐、加热丝、等组成（参见图1）。
它通过把单丝放置在一个加热的容器内，达到退火的目的。
该设备的主要优点：设备简单、易维护。
缺点：耗电量大，退火后单丝性能不稳定，不能在线连续退火，而且退火周期较长。
2、热管式退火
热管式退火设备主要由不锈钢管、加热丝、冷却液、收放线装置等组成（参见图2）。
它通过电热丝加热一根空心管，单丝通过加热的空心管，达到退火的目的。
该设备的主要优点：设备较简单，能够实现在线连续退火，而且退火周期相对较短。
缺点：耗电量大，无法实现退火速度自动跟踪(退火温度不能跟随线速作及时调整)。
3、接触式电刷传输大电流退火
接触式电刷传输大电流退火设备主要由可调变压器、电刷、电极轮、冷却液、收放线装置等组成。
它是利用单丝通电流时会发热这一原理来实现退火的。
该设备的主要优点：比较节能，能够实现在线连续退火，而且退火周期较短，能够实现退火速度自动跟踪（能自动根据单丝速度调整退火电压或电流，使单丝退火程度保持一致）。
缺点：由于靠电刷传输电流，电极轮转动使的阻力较大（费能），单丝和电极轮间有时会产
生火花，影响单丝的表面质量。
（参见图3）
图3 接触式电刷传输大电流退火示意图
图3中，电极轮1和电极轮3的电位相等（假设都是正极），电极轮2是负极，则电极轮1和电极轮2及电极轮2和电极轮3之间的单丝都有电流通过，并产生热量。
从图中可以看出，
电极轮1和电极轮2间的单丝发热比电极轮2和电极轮3的要少，单丝的相对温度较低（因为电极轮1和电极轮2间的单丝较长，通过的电流相对较小），该段称为预热段，电极轮2和电极轮3之间称为退火段。
因铜丝在较高的温度下易氧化，为了避免氧化的产生，通常采用水蒸汽保护（2＃铜中拉采用冷却液保护）。
经过退火的单丝通过冷却液的冷却后，就可以上收线盘了。
接触式电刷传输大电流退火设备，控制退火程度的方式一般有二种：控制退火电流及控制退火电压。
退火电流与退火线径的平方成正比，并与退火的速度有关（速度越快，退火电流需要越大）；退火电压仅取决于退火的速度和单丝的电阻率，与线径无关。
基于上述原因，所以以控制退火电压来控制单丝退火程度（单丝的断裂伸长率）的方式比较常用（公司的四台铜拉机，都常用该方式给铜丝退火）。
在铜拉设备上，我们可以看到退火电气柜和退火箱之间，有二根粗大的铜（铝）排相连接，它们传输的是较低的电压（约70伏以下，可根据铜丝的生产线速自动调整），较大的电流（数千安培），打开退火箱后方的铁门，映入眼帘的就是那密密麻麻的导电炭刷（一个电极轮上有几十块烟盒般大小的炭刷），它们负责把铜（铝）排上的电流传输到电极轮上，这样电极轮转动受到的阻力较大。
4、感应式退火
感应式退火设备主要由感应电源、感应线圈、等组成（参见图4），它是利用电磁感应原理达到给单丝退火的目的.
图4 感应退火示意图
该设备的主要优点有：不需要电刷等传输电流到单丝上，工作时所受的阻力较小，退火效率较高（耗电不足退火炉退火或热管式退火的一半），能够实现退火速度自动跟踪，对环境几乎没有污染。
缺点：设备价格较高。
交联机组上的导体预热器，往往是采用了先进的感应加热原理，导体通过感应线圈后，能使导体温度升为所需的温度（一般设定为90℃，交联设备上不需对导体退火，只是提高导体的温度，这样能使电缆的交联度均匀，大幅提升电缆的质量，而且也提高了生产效率）。