正火和退火
退火、正火、淬火、调质... 这些热处理知识必备!
退火、正火、淬火、调质... 这些热处理知识必备！退火、正火、淬火、调质...这些热处理你分的清楚吗？热处理的作用就是提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性。
按照热处理不同的目的，热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。
一预备热处理预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。
其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。
1）退火和正火退火和正火用于经过热加工的毛坯。
含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。
退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理作准备。
退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。
2）时效处理时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。
为避免过多运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。
但精度要求较高的零件（如座标镗床的箱体等），应安排两次或数次时效处理工序。
简单零件一般可不进行时效处理。
除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。
有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理。
3）调质调质即是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备，因此调质也可作为预备热处理。
由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。
二最终热处理最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。
1）淬火淬火有表面淬火和整体淬火。
其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。
为提高表面淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。
退火与正火的主要区别
退火与正火的主要区别 The document was finally revised on 2021退火又称焖火，代号Th，是将钢件加热到Ac1或Ac3以上（30~50℃），保温一段时间，然后再缓慢的冷却（一般用炉冷）。
正火又称明火，代号Z，是将钢件加热到Ac3或Acm以上（30~50℃），保温一段时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火稍快。
退火与正火的主要区别是：正火是完全退火的一种变态或特例，二者仅是冷却速度不同，通常退火是随炉冷而正火是在空气中冷却，正火既适用于亚共析钢也适用于过共板钢，对于共析钢，正火一般用于消除网状碳化物；对于亚共析钢，正火的目的与退火基本相同，主要是细化晶粒，消除组织中的缺陷，但正火组织中珠光体片较退火者细，且亚共析钢中珠光数量多铁素体数量少，因此，经正火后钢的硬度、强度均较退火的高，由此可知，在生产实践中，钢中有网状渗碳体的材料需先经正火消除后方可使用其他工艺，而对热处理后有性能要求的材料，则据要求的不同及钢种不同选择退火工艺，如：要求热处理后有一定的强度、硬度，可选择正火工艺；要求有一定的塑性，尽量降低强度、硬度的则应选择退火工艺。
生产上常用的退火操作种类?（1）完全退火（俗称退火）主要用于亚共桥钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材，有的也用二焊接结构件，其目的是细化晶粒，改善组织，消除残余应力，降低硬度、提高塑性，改善切削加工性能，完全退火是一种时间很长的退火工艺，为了缩短其退火时间，目前常采用等温火的工艺来取代完全退火工艺，同完全退火比较，等温火的目的与完全退火相同，但它大大缩短了退火时间。
（2）球化退火主要用于过共析钢及合金工具钢（如刀具、量具、模具以及轴承等所有钢种）。
其目的主要是降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
（3）去应力退火（又称低温退火）主要用来消除铸件、锻件及焊接件、热轧件等内应力。
（4）再结晶退火用来消除冷加工（冷拉、冷冲、冷轧等）产生的加工硬化。
淬火正火退火的作用
淬火正火退火的作用淬火、正火、退火是金属材料加工中常用的三种热处理方法。
它们各自具有不同的作用，可以使金属材料的性能得到改善，从而满足不同的使用要求。
一、淬火的作用淬火是将金属材料加热到一定温度，然后迅速冷却的过程。
这种过程可以使金属材料的组织结构发生变化，从而改善其力学性能。
淬火的作用主要有以下几个方面：1.提高硬度和强度淬火可以使金属材料的晶粒细化，从而提高其硬度和强度。
这是因为淬火过程中，金属材料的组织结构发生了变化，原来的晶粒被破坏，新的晶粒在迅速冷却的过程中形成。
这些新的晶粒比原来的晶粒更细小，因此金属材料的硬度和强度也会相应提高。
2.改善耐磨性淬火可以使金属材料的表面硬度提高，从而改善其耐磨性。
这是因为淬火过程中，金属材料的表面形成了一层硬度更高的组织结构，这种组织结构可以有效地抵抗磨损。
3.提高韧性淬火可以使金属材料的韧性得到改善。
这是因为淬火过程中，金属材料的晶粒细化，晶界面积增加，从而使金属材料的韧性得到提高。
二、正火的作用正火是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。
这种过程可以使金属材料的组织结构得到改善，从而改善其力学性能。
正火的作用主要有以下几个方面：1.提高韧性正火可以使金属材料的韧性得到改善。
这是因为正火过程中，金属材料的晶粒得到了重新排列，晶界面积减少，从而使金属材料的韧性得到提高。
2.改善可加工性正火可以使金属材料的可加工性得到改善。
这是因为正火过程中，金属材料的组织结构得到了改善，晶粒得到了重新排列，从而使金属材料更容易被加工。
3.提高强度正火可以使金属材料的强度得到提高。
这是因为正火过程中，金属材料的晶粒得到了重新排列，晶界面积减少，从而使金属材料的强度得到提高。
三、退火的作用退火是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。
这种过程可以使金属材料的组织结构得到改善，从而改善其力学性能。
退火的作用主要有以下几个方面：1.消除应力退火可以消除金属材料中的应力。
正火、退火区别
1．退火将组织偏离平衡状态缓慢冷却（一般为随炉冷艺叫做退火。
根据处理的目的和火、球化退火、扩散退（1） 完全退火完全退火又称重结温一定时间后缓慢冷却完全退火的目的工性能；消除内应力（2）等温退火衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的目的和要求不同，钢的退火可分为完全退火扩散退火和去应力退火等等。
称重结晶退火，是把钢加热至A c3以上20慢冷却, 以获得接近平衡组织的热处理工艺目的:使组织均匀化和细化；降低硬度，应力。
一定时间，然后组织的热处理工全退火、等温退20～30℃, 保理工艺。
，改善切削加等温退火是将工件加热到高于A c3（或A c1）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, 使奥氏体转变为珠光体组织, 然后缓慢冷却的热处理工艺（3）球化退火图7-42 球化退火组织（4） 扩散退火为减少钢锭、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。
(5) 去应力退火为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力退火。
退火工艺是将钢件加热至低于A c1的某一温度(一般为500～650℃), 保温, 然后随炉冷却, 这种处理可以消除约50%～80%的内应力, 不引起组织变化。
2．正火钢材或钢件加热到A c3(对于亚共析钢)和A ccm(对于过共析钢)以上30～50℃, 保温适当时间后, 在自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。
正火后的组织：亚共析钢为F+P, 共析钢为P, 过其析钢为P+Fe3C II。
正火与完全退火的主要差别在于冷却速度快些，目的是使钢的组织正常化，所以亦称常化处理，一般应用于以下方面：（1）作为最终热处理：细化晶粒，使组织均匀化，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。
退火、正火、淬火、回火及硬度知识
退火、正火、淬火zhan huo（cuihuo）金属处理用第一个读音、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。
正火与退火的区别
.正火与退火的区别？(5分) 答：1）工艺区别：退火冷却时随炉缓冷。
正火冷却时出炉空冷。
2）组织区别：正火较退火组织细小，珠光体片间距窄小，晶粒细化。
3）硬度区别：正火后的硬度较退火的要高。
4）使用范围区别：正火适用于中碳钢、中碳合金钢的中间预处理，铸件和锻件均匀化组织处理。
退火适用于高碳钢、高合金钢的球化退火处理，铸件和锻件均匀化组织或消除应力处理。
何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不是采用完全退火？答：使片状珠光体变为粒状珠光体的工艺过程（常用的有：等温退火、周期退火、完全退火等）。
采用球化退火的原因：1）含碳量高形成针状马氏体，韧性较差，易开裂；2）片状珠光体组织数量多，应力集中处多，淬火开裂倾向大；3）片状珠光体硬度高，不易切削加工；4）可消除网状渗碳体，均匀组织。
低温回火工件在150~250℃进行的回火。
目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。
力学性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。
应用范围：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
⑵中温回火工件在350～500 ℃之间进行的回火。
目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。
预先热处理回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。
力学性能：35～50HRC，较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。
应用范围：弹簧、锻模、冲击工具等。
⑶高温回火工件在500℃以上进行的回火。
目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。
回火后得到回火索氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物（包括渗碳体）的复相组织。
力学性能：200～350HBS，较好的综合力学性能。
应用范围：广泛用于各种较重要的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。
工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。
调质不仅作最终热处理，也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。
退火、正火、淬火、回火的定义(概念)、种类、目的
退火、正火、淬火、回火的定义(概念)、种类、目的退火、正火、淬火和回火是金属材料加工处理中常用的热处理工艺。
它们在改变金属材料的结构和性能方面起着重要作用。
下面我将详细介绍这四种热处理工艺的定义、种类和目的。
一、退火的定义、种类和目的退火是指将金属材料加热至一定温度，然后在适当时间内缓慢冷却到常温，目的是使金属材料的组织、性能得到改善。
根据不同的金属材料和工艺要求，退火可以分为完全退火、球化退火、局部退火等不同种类。
完全退火适用于细化组织、低硬度和高塑性要求的材料；球化退火适用于高碳钢、合金钢等材料的球化组织，提高加工性能；局部退火适用于局部加工后的材料，消除残余应力。
二、正火的定义、种类和目的正火是指将金属材料加热至临界温度以上，然后在空气中冷却或水中淬火，目的是提高金属材料的硬度和强度。
常见的正火工艺包括空气冷却正火、水淬火等。
空气冷却正火适用于一些低碳钢、合金钢，可以提高硬度和强度；水淬火适用于中高碳钢、合金钢，可以获得更高的硬度和强度。
三、淬火的定义、种类和目的淬火是指将金属材料加热至临界温度以上，然后迅速冷却到室温，以获得马氏体组织和高硬度。
淬火可以分为油淬火、水淬火、盐浴淬火等多种类型。
油淬火适用于较低碳含量的钢，可以降低变形和开裂；水淬火适用于中高碳钢，能够获得更高的硬度和强度；盐浴淬火适用于部分合金钢和特殊材料，可以减少氧化和脱碳。
四、回火的定义、种类和目的回火是指将经过淬火处理的金属材料加热至较低温度，然后进行适当时长的保温，最终冷却。
回火的目的是消除淬火过程中产生的残余应力，调整组织和提高韧性。
常见的回火工艺有低温回火、中温回火、高温回火等种类。
低温回火适用于高碳合金钢，可以保持硬度的同时提高韧性；中温回火适用于一些工具钢，能使硬度和韧性达到平衡；高温回火适用于低碳钢和合金钢，有助于提高韧性。
个人观点和理解热处理工艺是金属材料加工中至关重要的一环，不同的工艺可以改变金属材料的结构和性能，从而满足不同的工程要求。
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。
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。
退火、正火、淬火及回火
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
齿轮
细A
温 度
不同冷却条件下的转变产物
均匀
A A1
等温退火
退火
缓冷，以达到既获得马氏体组织，又减小 内应力的目的。但目前还没 有找到理想的淬火介质。
常用淬火介质是水和油.
水的冷却能力强，但低温却
能力太大，只使用于形状简
单的碳钢件。
Ms
Mf
理想淬火曲线示意图
油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，使用 于合金钢和小尺寸的碳钢件。
熔盐作为淬火介质称盐浴，冷却能力在水和油之间,用于形状 复杂件的分级淬火和等温淬火。
接近平衡状态组织的热处理工艺。
1、退火目的：
⑴调整硬度，便于切削加工。适 合加工的硬度为170-250HB。
⑵ 消除内应力，防止加工中变 形。
⑶ 细化晶粒，为最终热处理作 组织准备。
真空退火炉
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
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
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、
硬度下降，塑性、韧性提高。
组织准备。 ⑶ 普通件最终热处理。 要改善切削性能，低碳
正火、退火详解
正火正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
( F9 ~, q! g% S* D; {1 m% C正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，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用于中碳钢，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用于工具钢、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用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，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。
⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
退火退火：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[1]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。
1、金属工具使用时因受热而失去原有的硬度2、把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后，使缓慢冷却。
退火可以减低金属硬度和脆性，增加可塑性。
也叫焖火。
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）。
退火正火淬火回火的原理
退火正火淬火回火的原理退火、正火、淬火和回火是金属热处理中常见的四种工艺方法，用于改善和调整金属材料的组织和性能。
1. 退火：退火是将金属材料加热到一定温度后，经过一定时间保温，再以适宜速率冷却的过程。
退火可以消除金属材料的残余应力，改善塑性和韧性，并使其晶粒细化。
退火的原理主要有以下几个方面：- 晶界迁移：在高温下，金属材料中晶粒边界的能量降低，导致晶界迁移，晶粒尺寸增大。
- 位错运动：退火过程中，位错能够在晶粒中自由移动，减少位错密度，消除残余应力。
- 本质灭解：某些弥散在金属晶粒中的固溶体相会在退火过程中析出，导致晶粒尺寸的变大和晶格的重新排列。
2. 正火：正火是将金属材料加热到适宜温度保持一段时间后，通过空冷或缓慢冷却的方式进行热处理。
正火的主要作用是将金属材料中的非球状晶粒转化为球状晶粒，提高材料的塑性和韧性。
其原理在于：- 形核长大：正火过程中，晶界能量降低，使得新晶粒的形核长大，同时消除以前晶粒的形核。
- 晶粒的再结晶：晶界的迁移和位错的运动都有助于晶粒的再结晶，使晶粒尺寸增大，晶界能量降低。
- 组织均匀化：正火过程还可以减少金属材料中的偏析和组织不均匀性，使其具有更好的力学性能。
3. 淬火：淬火是将材料加热到适宜温度，然后迅速将其冷却到室温或低温的过程。
淬火的目的是通过迅速冷却，使金属材料中的奥氏体转变为马氏体或者贝氏体，从而提高材料的硬度和强度。
淬火的原理主要有：- 马氏体转变：在热处理过程中，奥氏体在快速冷却时无法充分进行相变，形成具有大量位错和高硬度的马氏体。
- 马氏体变形：马氏体具有较高的弹性变形能力，能够在外力的作用下发生形变，从而得到更高的强度。
4. 回火：回火是将淬火后的金属材料加热到一定温度，保温一段时间后再进行冷却的过程。
回火的目的是通过改变淬火形成的马氏体或贝氏体的组织形态，以获得理想的强度和韧性之间的平衡。
回火的原理主要有：- 残余应力的消除：回火过程中，大部分纯铁的碳体会转变为球状石墨，从而减少金属材料中的残余应力。
退火与正火
退火与正火2009-01-13 09:24正火正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
正火的主要应用范围有：①用于低碳钢，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用于中碳钢，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用于工具钢、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用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，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。
⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
退火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。
退火和正火
由A转变动力学规律可知：晶粒愈粗，A愈均匀，过冷A 稳定性愈好，在相同的退火冷速下，P转变产物弥散度 增大，硬度提高。
五、完全退火（full annealing ）
1、定义：将铁基合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却， 获得接近平衡状态组织的退火工艺。 目的：细化晶粒，降低钢的硬度，改善切削加工性 能，消除以前加工中形成的内应力。 3、工艺： T：Ac3 + 20～40℃；适合含碳量为0.3～0.6％中碳钢
注（1）对低碳钢，为改善切削加工性能，T:900～1000℃高温 退火。 （2）为消除亚共析钢锻件、铸件、焊接件的粗大魏氏组织， 需将奥氏体化温度提高到1100～1200℃，随后补充进行常规 完全退火。 时间： τ＝8.5＋Q/4 （h） Q-装炉量（吨）
六、不完全退火（incomplete annealing）
●缓慢冷却球化退火
加热Ac1+10～20℃； 球化充分，周期长。
●等温球化退火
加热Ac1+20～30℃； 冷却Ar1-20～30℃。
●往复退火
在Ac1+20～30℃；和 Ar1-20～30℃之间反复 加热冷却 优点：球化充分，周期 较短，但控制较累， 不适宜大件退火，适 用于小件。
（3）形变球化退火 定义：将工件在一定温度下 施行一定的形变加工，然 后再于小于A1温度进行长 时间保温的工艺。 （a）主要适用于低、中碳及 低合金结构钢冷变形加工 后的快速球化退火。 （b）主要用于轧、锻件的 锻后余热形变球化退火， 可用于大批量弹簧钢、轴 承钢等。
2、工艺：对大型锻件，为尽快消除氢脆，应冷 却到珠光体转变速度最高的那个范围（C曲线 鼻尖），以尽快获得F和碳化物的混合组织， 同时在此温度区间保温或再加热到较高温度 （<A1）保温， 进行去氢 处理。
二、退火与正火
2、球化退火的目的 提高塑性、韧性、改善切削加工性，减少热处理时的变形开裂
3、球化退火适用钢种 含碳大于0.6%的各种高碳工具钢、模具钢、轴承钢等。
4、球化退火工艺 1）接近Ac1长时间保温球化退火（低温退火） 2）不均匀奥氏体中碳的聚集球化 3）形变球化退火 4）高温固溶淬火、高温回火球化（快速球化退火）
P+S G
S
AC1
680
660
640
620
600
在A1点以下奥氏体分解温度，℃
图2-5 奥氏体化温度与过冷奥氏体分解温度对1.19%C碳钢组织形态的影响 （虚线NN以上析出网状碳化物）
一、完全退火
1、完全退火的定义 将铁基合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组 织的退火工艺。
2、完全退火的目的 细化晶粒 降低硬度 改善切削性能 消除内应力
温度区长时间保温或再加热到低于A1的较高温度下保温，进行脱氢处理。
35
30
氢
的
溶 25
解
度，
cm3 /10
20
0g
15
153 5℃ 139 0℃
30 3.5
25
20 pp m
15
扩 3.0 散 系 数， 2.5 ×1 04cm 2.0 2/s
1.5
10
910 ℃
10
1.0
0.5
5
5
0
0
600 800 1000 1200 1400 1600 1800
正火
1000
退火
900
800
b
700
600
热处理工艺的四把火
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。
1. 完全退火：将钢加热到预定温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷 却。目的是降低钢的硬度，消除钢中不均匀组织和内应力。
2. 球化退火：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。目的是降低钢的硬度，改善切削性能，主要用 于高碳钢。
3. 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。
正火
• 将钢件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。
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。
1. 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．
2. 中温回火：350～500；提高弹性，强度． 3. 高温回火：500～650；淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。
退火、正火、淬火、回火的定义
退火、正火、淬火、回火的定义
以下是退火、正火、淬火和回火这四个热处理术语的定义：
1.退火（Annealing）：退火是一种热处理过程，通过加热材
料至其临界温度，然后再缓慢冷却，以改变材料的晶体结
构和性能。
退火通常用于减少材料内部应力、提高材料的
韧性和可加工性，或者消除材料中的冷加工硬化效应。
2.正火（Normalizing）：正火是一种热处理过程，也是将材
料加热至其临界温度，然后空气冷却。
与退火不同，正火
的冷却速率较快。
正火可用于提高材料的强度和硬度，并
改善材料的晶粒结构。
3.淬火（Quenching）：淬火是一种快速冷却材料的热处理过
程，通常通过将材料迅速置于冷却介质（如水、油或气体）中，以达到快速固化材料的目的。
快速冷却会导致材料产
生高硬度和脆性，以及较小尺寸的晶粒结构。
4.回火（Tempering）：回火是一种与淬火后的材料相继进行
的热处理过程，通过再次加热材料至较低的温度，然后再
以适当速率冷却。
回火的目的是减轻淬火时产生的内应力、降低材料的硬度和脆性，提高材料的韧性和强度。
这些热处理过程可以根据需要，以不同的温度和冷却速率来进行，以调控材料的组织和性能。
具体的热处理方案根据材料的种类、尺寸和应用来决定，以满足特定的要求。
退火与正火——精选推荐
退火和正火在机械零件或工具、模具等工件的制造过程中，一般要经过各种冷、热加工，而且在各工序之间往往要穿插各种热处理工序。
在实际生产中常把热处理分为预备热处理和最终热处理两类。
为了消除前道工序造成的某种缺陷，或为随后的切削加工及最终热处理作准备的热处理称为预备热处理；为了使工件满足使用条件下的性能要求而进行的热处理称为最终热处理。
退火与正火工艺常用作预备热处理。
一、退火1．退火退火是指将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
2．退火的目的退火的目的是消除残余应力，稳定工件尺寸并防止其变形与开裂；降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能；细化晶粒、改善组织，为最终热处理作准备。
3．退火方法分类根据钢的化学成分和退火目的不同，退火方法可分为完全退火、球化退火、等温退火、均匀化退火、去应力退火等。
⑴完全退火。
完全退火是指将钢完全奥氏体化，随后缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。
完全退火主要用于亚共析成分的铸件、锻件、热轧型材及焊接件等。
目的是细化晶粒、消除残余应力与组织缺陷、降低硬度、提高塑性，为切削加工和最终热处理作准备。
完全退火的加热温度为Ac3点以上30～50℃。
保持时间与钢的化学成分、原始组织及加热条件等因素有关，可通过试验确定。
冷却速度为30～120℃／h（即每小时温度下降30～120℃），一般随炉冷却即可。
⑵球化退火。
为使钢中碳化物球化而进行的退火工艺称为球化退火。
球化退火主要用于共析或过共析成分的工件。
目的是球化渗碳体，降低硬度，改善切削加工性能并为淬火作准备。
球化退火的加热温度为Ac1点以上20～30℃，保持一定时间，随炉缓慢冷却。
⑶等温退火。
等温退火是指将钢加热到Ac3点以上30～50℃（亚共析钢）或Ac1点以上20～30℃（共析钢和过共析钢），保持一定时间后以较快速度冷却到珠光体温度区间内的某一温度，保持一定时间，然后出炉空冷的退火工艺。
其目的与完全退火或球化退火相同。
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（二）不完全退火
不完全退火工艺规范示意图
（三）等温退火
（1）定义：将钢件加热到高于AC1（亚共析钢）或AC1～ACm之间
（过共析钢），短时保温时间后较快地冷到P转变温度区间的某 一温度，并等温保持足够时 间，使A转变为P型组织，
然后在空气中冷却的退火工
艺称等温退火
（2）等温退火优点: ①（中碳钢及合金结构钢）等温退火可以获得比完全退火优越性：
课堂讨论
1.将20钢及60钢同时加热860℃，并保温相同时间．问
哪种钢奥氏体晶粒粒大些？ 2.确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后 的组织： （1）经冷轧后的16钢钢板，要求降低硬度； （2）铸钢35的铸造齿轮； （3）锻造过热的60钢锻坯；
（4）具有网状渗碳体的T12钢坯；
第三章完
作 业
2.退火的目的： （1）降低硬度，改善切削加工性；
（2）消除锻、轧后的内应力，稳定尺寸；
（3）为淬火做好组织准备；
（4）消除各种缺陷，改善组织（如枝晶偏折等化学成分
不均匀等）。
3.退火工艺的分类
1）按加热温度分两大类： 退火温度在Ac1或Ac3以上退火：
完全退火、不完全退火、均匀化退火（扩散退火）、
②保 温 时 间
说明：为使扩散得以充分进行，一般时间t比较长
a. τ ＝10～15h b. τ ＝[（1.5～2.5分钟）／㎜]×H 其中：H－截面厚度(㎜）
装炉量大时：
c. τ ＝8.5+Q/4 τ -(h) Q-装炉量（吨），
通常不超过15小时，否则氧化严重。
③升温速度：
V＝100～200℃/h
（2）主要目的
用于钢碇、大型铸件、锻坯 的化学成分的偏析和组织不 均匀，以获得均匀一致的成 分和组织。
化学成分偏折主要有：枝晶偏折、带状K不均匀、 合金元素（C、S、P、Mo）偏析等，这些严重地
影响钢的热处理质量和使力学性能恶化。
①温度的确定
原则：在不致于使A晶粒过于粗大的条件下尽量提高温度， 以利于扩散均匀化。 温度：T＝0.8～0.9T熔点，但低于固相线。 对于碳钢T＝1100～1200℃； 对于合金钢T＝1050～1250℃（也可取T＝1200～1300℃）
正火工艺规范示意图
下来的工艺称为正
火。 2.正火的目的： 1）消除锻、轧后的应力； 2）细化晶粒、均匀组织，为最终热处理做好组织准备； 3）改善组织，提高性能。如消除网状K，大块F等组织缺陷。
3.正火的作用 正火可以作为对性能要求不高的工件的最终热处理，常用于碳钢和 低合金钢：
1）共析钢正火后可消除网状K；
第二次略低于AC3），使A晶粒细化，得到细P。
4.退火、正火后的组织性能
1）退火与正火后组织上的区别：
（1）正火的珠光体比退火珠光体的片间距小、领域也小。如共 析钢退火珠光体平均片层间距约0.5µm，正火细珠光体片层间距约 为0.2µm。 （2）正火冷速较快，先共析产物（自由铁素体，渗碳体）不能 充分析出。即先共析析出相数量较平衡冷却时要少。同时由于奥氏 体的成分偏离共析成分而出现伪共析组织。如含碳0.4％钢在平衡 冷却时为45％铁素体十55％珠光体。而在正火后为30％铁素体十 70％珠光体，此时的伪珠光体中含碳量为0.65％。对于过共析钢而 言，退火后的组织为珠光体十网状碳化物。正火时网状碳化物的析 出受到抑止，从而得到全部细珠光体组织，或沿晶界仅析出一部份
条状碳化物（不连续网状）
（3）合金钢退火后不易形片状珠光体而形成粒状珠光体
（4）正常规范下通过退火、正火均使钢的晶粒细化。但
如果加热温度过高，使奥氏体晶粒粗大，在正火后极易形成
魏氏体组织，在退后则形成粗晶粒的组织。如含碳0.5％的
碳钢，经正火后晶粒度由原来的3级细化到6级。
5.退火、正火后的力学性能
（1）球化
（2）定义
（3）适用钢种
C＞0.60％的各种碳工钢、 合工钢、模具钢、轴承钢等
（4）提高性能：得弥散分布的球状K，可以:
①减小工件淬火时的变形开裂倾向， ②提高钢的断裂韧性, ③消除网状K或粗大K所引起的脆断，刀具的崩落， ④提高轴承的接触疲劳寿命， ⑤提高耐磨性。
（5）影响K球化的因素
（一）完全退火
（1）定义：将钢加热到AC3以上30～50℃温度，保温一段时 间后缓慢冷却（如炉冷到600℃左右空冷）的热处理工艺，称
完全退火。
完全退火工艺规范示意图
（2）加热温度（在GS线以上（AC3以上） 碳 钢：T＝AC3＋30～50℃； 合金钢：T＝AC3＋50～70℃；
●生产实践上为了加速钢的组织转变，进一步使A成分 均匀化，往往采用AC3＋70～100℃（碳钢），只要保 温时间不太长，不会引起晶粒粗大，至于合金钢，AC3 ＋80～120℃没问题。
碳钢: 1～2h； 低、中合金钢：3～5h。
过冷A分解完全
（5）等温退火工艺是完全退火、不完全退火、
球化退火的重要工艺改进途径，目的相同。
●等温退火工艺应用于工具钢及轴承钢的球化， 以及结构钢大锻件的去除白点处理。
（三）球化退火
指钢中渗C体的形状，弥散分布于F 基体上的细粒状（球 状）碳化物组织 球化退火是使钢中的渗C体呈 球状的退火工艺，称球化退火
C：C↗，K数量就↗，易于球化。
①化学成分 ②原始组织
合金元素：含有碳化物形成元素， 阻碍球化，使球化变慢
a.淬火马氏体球化效果快，组织均匀。这与M是过饱和固溶体， 在A1以的回火分解，析出K，聚集长大形成K的贡献有关。 b.原始组织为大块F＋P混合组织，其缓冷球化退火后K极不均匀。 c.原始组织经冷变形，低温锻造加工，显著促进球化K形成。
对于亚共析钢，正火与退火后的强度则可由下式表达： σ
0.2＝100ƒα
σ
α
＋σ p（1－100ƒα ）式中：
ƒα —自由铁素体的体积分数
σ α —自由铁素体的屈服极限
σ p—珠光体的屈服极限。
钢中珠光体含量越多，强度、硬度越高，韧性下降，临界 脆化温度提高。图2-9是不同合碳量的亚共析钢在退大或正 火后的机械能的变化。
②更为均一的组织性能，同时还有效地提高生产率；
③消除锻造应力，工艺周期却比完全退火少约一半。
（3）等温温度与组织性能影响 T2高时，A→P转变，先共析F含量↗，P片层粗，硬度↘。
T2低时，A→P转变需时间短，P片层间距离随过冷度增加
而变小，退火后硬度升高。 T2一般选择低于A1－30～100℃
（4）等温时间以保证
5.指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：
（1）20钢齿轮 （2）45钢小轴 拟采用以下几种退火工艺； （1）缓慢加热至700℃，保温足够时间，随炉冷却至室温； （2）缓慢加热至840℃，保温足够时间，随炉冷却至室温； （3）缓慢加热至1100℃，保温足够时间，随炉冷却至室温； 问上述三种工艺各得到何种组织？若要得到大小均匀的细小晶粒，选何种工艺最合适？ （3）T12钢锉刀 6.一批45钢试样（尺寸Φ 15×10mm），因其组织、晶粒大小不均匀，需采用退火处理。
一.（P72）1、2、4、9、23 二.
1.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？
3.何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？ 4. 正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？
2．退火的主要目的是什么？生产上常用的退火操作有哪几种？指出退火操作的应用范围。
高合金钢可为20～30℃/h
④降温速度： 50℃/h
⑤出炉温度：通常断电炉冷至600℃以下即可出炉空冷。
但对高合金钢，由于淬透性好，为防止在冷却过程中产生 较大 应力，或硬度偏高，最好在≤350℃出炉。由于高
温长时间保温，常使晶粒粗大，为消除之，一般补充进行 一次完全退火或正火，细化晶粒。
（五）低温退火（去应力退火）
织在加热时的变化及性能变化示意图。
图2-7 冷加工变形量及退火温对金属组织与性能影响示意图
（4）再结晶退火温度
钢材的再结晶温度T晶=450～500℃，那么制定再结晶 退火温度为T＝T晶＋150～200℃=600～700 ℃
二.正火的定义、目的和分类
1.正火的定义： 将钢件加热到AC3 或Acm以上30～ 50℃，保温适当时 间后在空气中冷却
合金灰口铸铁T＝600～650℃×25㎜/h＋2～8h。
（六）再结晶退火
(1)什么是再结晶退火？ 将加工硬化的工件加热至再结晶温度以上150～200℃(碳钢的再
结晶温度为450～500℃)即600～700℃（小于Ac1），并在此温度保
温一段时间，完全消除加工硬化现象（使破碎晶粒恢复原状），然 后在空气中冷却，这种退火称为再结晶退火。
（2）低温退火温度
①低C结构钢，热锻轧材及工件的去应力退火温度T＝500℃左右。 ②中C结构钢，为避免调质时的淬火变形，需在切削加工或最终热 处理前进行500～650℃去应力退火。加热时间不宜长，烧透为准。
③合金钢应选较高温度，常选T＝600～700℃×2～4h。
④冷变形钢材如冷轧薄板、钢带、冷拨钢丝，制作小零件，常选 T＝250～350℃。 ⑤铸铁去应力退火选的温度较高，如普通灰口铸铁 T＝550℃×25nm/h。
（1）定义：冷变形后的金属在低于再结晶温度加热，以去除 内应力，但仍保留冷作硬化效果的热处理，称为去应力退火。
①把去除由于塑性变形加工、锻造、焊接等造成及铸件内
存在的残余应力而进行的退火统称去应力退火。