等溫退火 應(yīng)用于鋼和某些非鐵合金如鈦合金的一種控制冷卻的退火方法 。對鋼來說,是緩慢加熱到 Ac3(亞共析鋼)或 Ac1(共析鋼和過共析鋼)以上不多的溫度,保溫一段時間,使鋼奧氏體化,然后迅速移入溫度在A1以下不多的另一爐內(nèi),等溫保持直到奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑢訝钪楣怏w(亞共析鋼還有先共析鐵素體;過共析鋼還有先共析滲碳體)為止,最后以任意速度冷卻下來(通常是出爐在空氣中冷卻) 。等溫保持的大致溫度范圍在所處理鋼種的等溫轉(zhuǎn)變圖上A1至珠光體轉(zhuǎn)變鼻尖溫度這一區(qū)間之內(nèi)(見過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖);具體溫度和時間,主要根據(jù)退火后所要求的硬度來確定(圖2) 。等溫溫度不可過低或過高,過低則退火后硬度偏高;過高則等溫保持時間需要延長 。鋼的等溫退火的目的,與重結(jié)晶退火基本相同,但工藝操作和所需設(shè)備都比較復(fù)雜,所以通常主要是應(yīng)用于過冷奧氏體在珠光體型相變溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變相當(dāng)緩慢的合金鋼 。后者若采用重結(jié)晶退火方法,往往需要數(shù)十小時,很不經(jīng)濟;采用等溫退火則能大大縮短生產(chǎn)周期,并能使整個工件獲得更為均勻的組織和性能 。等溫退火也可在鋼的熱加工的不同階段來用 。例如,若讓空冷淬硬性合金鋼由高溫空冷到室溫時,當(dāng)心部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體之時,在已發(fā)生了馬氏體相變的外層就會出現(xiàn)裂紋;若將該類鋼的熱鋼錠或鋼坯在冷卻過程中放入700℃左右的等溫爐內(nèi),保持等溫直到珠光體相變完成后,再出爐空冷,則可免生裂紋 。
含β相穩(wěn)定化元素較高的鈦合金,其β相相當(dāng)穩(wěn)定,容易被過冷 。過冷的β相,其等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線(圖3)與鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖相似 。為了縮短重結(jié)晶退火的生產(chǎn)周期并獲得更細、更均勻的組織,亦可采用等溫退火 。
均勻化退火 亦稱擴散退火 。應(yīng)用于鋼及非鐵合金(如錫青銅、硅青銅、白銅、鎂合金等)的鑄錠或鑄件的一種退火方法 。將鑄錠或鑄件加熱到各該合金的固相線溫度以下的某一較高溫度,長時間保溫,然后緩慢冷卻下來 。均勻化退火是使合金中的元素發(fā)生固態(tài)擴散,來減輕化學(xué)成分不均勻性(偏析),主要是減輕晶粒尺度內(nèi)的化學(xué)成分不均勻性(晶內(nèi)偏析或稱枝晶偏析) 。均勻化退火溫度所以如此之高,是為了加快合金元素擴散,盡可能縮短保溫時間 。合金鋼的均勻化退火溫度遠高于Ac3,通常是1050~1200℃ 。非鐵合金錠進行均勻化退火的溫度一般是“0.95×固相線溫度(K)”,均勻化退火因加熱溫度高,保溫時間長,所以熱能消耗量大 。
球化退火 只應(yīng)用于鋼的一種退火方法 。將鋼加熱到稍低于或稍高于Ac1的溫度或者使溫度在A1上下周期變化,然后緩冷下來 。目的在于使珠光體內(nèi)的片狀滲碳體以及先共析滲碳體都變?yōu)榍蛄睿鶆蚍植加阼F素體基體中(這種組織稱為球化珠光體) 。具有這種組織的中碳鋼和高碳鋼硬度低、被切削性好、冷形變能力大 。對工具鋼來說,這種組織是淬火前最好的原始組織 。
[編輯本段]工藝
球化退火的具體工藝(圖4)有:①普通(緩冷)球化退火(圖4a),緩冷適用于多數(shù)鋼種,尤其是裝爐量大時,操作比較方便,但生產(chǎn)周期長;②等溫球化退火(圖4b),適用于多數(shù)鋼種,特別是難于球化的鋼以及球化質(zhì)量要求高的鋼(如滾動軸承鋼);其生產(chǎn)周期比普通球化退火短,不過需要有能夠控制共析轉(zhuǎn)變前冷卻速率的爐子;③周期球化退火(圖4c),適用于原始組織為片層狀珠光體組織的鋼,其生產(chǎn)周期也比普通球化退火短,不過在設(shè)備裝爐量大的條件下,很難按控制要求改變溫度,故在生產(chǎn)中未廣泛采用;④低溫球化退火(圖4d),適用于經(jīng)過冷形變加工的鋼以及淬火硬化過的鋼(后者通常稱為高溫軟化回火);⑤形變球化退火,形變加工對球化有加速作用,將形變加工與球化結(jié)合起來,可縮短球化時間 。它適用于冷、熱形變成形的鋼件和鋼材(如帶材)(圖4e是在Acm或Ac3與Ac1之間進行短時間、大形變量的熱形變加工者;圖4f是在常溫先予以形變加工者;圖4g是利用鍛造余熱進行球化者) 。
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