退火是將金屬和合金加熱到適當(dāng)溫度保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝按金屬成分和性能要求的不同，退火可分為:
一、退火
1、完全退火
加熱溫度：Ac3以上20-30度
組織：P+F
目的：
①細(xì)化，均勻化粗大、不均勻組織
②接近平衡組織——調(diào)整硬度→切削性↑
③消除內(nèi)應(yīng)力
應(yīng)用范圍：亞共折鋼，共析鋼，不適用于過共析鋼。
2 球化退火（不完全退火）
加熱溫度：Ac1以上20-40度
應(yīng)用范圍：過共析鋼，共析鋼
組織：球狀P（F+球狀Cem）
目的：
①使Cem球化→HRC↓，韌性↑→切削性↑
②為淬火作準(zhǔn)備
3、擴(kuò)散退火（均勻化退火）
1050-1150℃，10-20h, P+F或P+Fe3CII
目的：消除偏析
后果：粗大晶粒（應(yīng)用完全退火消除）
4 再結(jié)晶退火（無相變）
加熱溫度：Ac1以下50-150度，或T再+30-50度
目的：消除加工硬化
5、去應(yīng)力退火
是將工件加熱到Ac1以下的適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后逐漸緩慢冷卻的工藝方法。其目的是為了去除由于機(jī)械加工、變形加工、鑄造、鍛造、熱處理以及焊接后等產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 1. 去應(yīng)力退火工藝曲線 見圖1-3。
2. 不同的工件去應(yīng)力退火工藝 參數(shù)見表C。 3. 去應(yīng)力退火的溫度，一般應(yīng)比最后一次回火溫度低20~30℃，以免降低硬度及力學(xué)性能。 4. 對薄壁工件、易變形的焊接件，退火溫度應(yīng)低于下限。 5. 低溫時(shí)效用于工件的半加工之后（如粗加工或第一次精加工之后），一般采用較低的溫度。
表 去應(yīng)力退火工藝及低溫時(shí)效工藝
42CrMo材料的去應(yīng)力退火及調(diào)質(zhì)后的組織狀態(tài)
TC18鈦合金經(jīng)真空去應(yīng)力退火后的顯微組織
金相組織分析
圖4所示為TC18鈦合金經(jīng)真空去應(yīng)力退火后的顯微組織。由于在相變點(diǎn)以上15 ℃進(jìn)行準(zhǔn)β鍛造，在初始狀態(tài)的顯微組織中可見比較連續(xù)、完整的晶界α，準(zhǔn)β鍛造在β單相區(qū)加熱時(shí)間較短，因而β晶粒仍較細(xì)小。TC18鈦合金采用準(zhǔn)β鍛造目的就是為了得到較細(xì)的網(wǎng)籃組織，因?yàn)榧?xì)小的網(wǎng)籃組織不僅具有較好的塑性、沖擊韌性和斷裂韌性以及較高周疲勞強(qiáng)度，還具有較好的熱強(qiáng)性[13]。從圖4(a)中可觀察到TC18鈦合金顯微組織中存在少量等軸α相，可能是由于準(zhǔn)β鍛造在β區(qū)的加熱速度較快，保溫時(shí)間較短，初生α相溶解不完全而殘留下來；也可能是由于準(zhǔn)β鍛造溫度僅在相變點(diǎn)以上15 ℃，鍛造過程在β區(qū)停留時(shí)間較短，如果合金在兩相區(qū)承受大量的變形，鍛造變形過程儲存的能量促使α相發(fā)生球化，從而得到等軸組織。 從圖4(c)和(d)的對比可以看出，TC18鈦合金的去應(yīng)力退火在1~4 h內(nèi)顯微組織變化不大。
圖4 TC18鈦合金經(jīng)真空去應(yīng)力退火后的顯微組織
二、正火
? 加熱溫度：AC3或Accm+30-50℃
? 組織：S+（F或Fe3C）
? 應(yīng)用：
（1）作最終熱處理，普通結(jié)構(gòu)鋼零件
目的：a.細(xì)化A晶粒，組織均勻化
b. 減了亞共析鋼中F%→P%↑，細(xì)化→強(qiáng)度，韌性，硬度↑
（2）預(yù)先熱處理
a. 消除魏氏組織，帶狀組織；細(xì)化組織→為淬火、調(diào)質(zhì)作準(zhǔn)備
b. 使過共析鋼中Fe3CII↓→使其不形成連續(xù)網(wǎng)狀，為球化作準(zhǔn)備
（3）改善切削加工性能
退火、正火的選擇
正火：冷速快，材料組織細(xì)化，機(jī)械性能好
? 切削加工
低、中碳鋼→正火
中高碳剛，合金工具鋼→完全退火，球化退火
? 作為最終熱處理→正火
? 為最終熱處理提供良好的組織狀態(tài)
工具鋼→正火+球化退火
結(jié)構(gòu)鋼→正火
返修件→退火
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