退火炉之退火的种类与退火常见问题及解决技巧
退火炉之退火的种类
一．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。
二．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。
去应力退火是将工件加热到Ac1以下的适当温度，保温一定时间后逐渐缓慢冷却的工艺方法。其目的是为了去除由于机械加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生的残余应力。
1. 去应力退火工艺曲线 见图1-3。
2. 不同的工件去应力退火工艺 参数见表C。
3. 去应力退火的温度，一般应比最后一次回火温度低20~30℃，以免降低硬度及力学性能。
4. 对薄壁工件、易变形的焊接件，退火温度应低于下限。
5. 低温时效用于工件的半加工之后（如粗加工或第一次精加工之后），一般采用较低的温度。
表C 去应力退火工艺及低温时效工艺
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类别 |
加热速度 |
加热温度 |
保温时间/h |
冷却速度 |
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焊接件 |
≤300℃装炉 |
500-550 |
2-4 |
炉冷至300℃出炉空冷 |
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消除加工应力 |
到温装炉 |
400-550 |
2-4 |
炉冷或空冷 |
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高精轴套、镗杆（38CrMoAlA） |
≤200℃装炉≤80℃/h |
600-650 |
10-12 |
炉冷至200℃出炉（在350℃以上冷速≤50℃/h） |
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精密丝杠（T10） |
≤200℃装炉≤80℃/h |
550-600 |
10-12 |
炉冷至200℃出炉（在350℃以上冷速≤50℃/h） |
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主轴、一般丝杠 |
随炉升温 |
550-600 |
6-8 |
炉冷至200℃出炉 |
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量检具、精密丝杠（T8、T10、CrMn、GCr15） |
随炉升温 |
130-180 |
12-16 |
空冷（时效最好在油浴中进行） |
三．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。
完全退火是将钢件或各种机械零件加热到临界点Ac3以上的适当温度、在炉内保温缓慢逐渐冷却的工艺方法。其目的是为了细化组织、降低硬度、改善机械切削加工性能及去除内应力。
完全退火适用于中碳钢和中碳合金钢的铸钢件、焊接件、轧制件等：
1. 工件装炉：一般中、小件均可直接装入退火温度的炉内，亦可低温装炉，随炉升温。
2. 保温时间：保温时间是指从炉子仪表到达规定退火加热温度开始计算至工件在炉内停止
加热开始降温时的全部时间。工件堆装时，主要根据装炉情况估定，一般取2~3h。
3. 工件冷却：保温完成后，一般停电（火），停止加热，关闭炉门逐渐缓冷至500℃即可出
炉空冷。对某些合金元素含量较高、按上述方式冷却后硬度仍然偏高的工件，可采用等
温冷却方法，即在650℃附近保温2~4h后再炉冷至500℃。
退火炉之退火常见问题及解决技巧
工件如何获得性能优异之微细波来体结构？
退火炉退火处理会使钢材变软，淬火处理会使钢材变硬，相比较之下，如施以『正常化』处理，则可获得层状波来铁组织，可有效改善钢材的切削性及耐磨性，同时又兼具不会产生裂痕、变形量少与操作方便等优点。然而正常化处理是比较难的一种热处理技术，因为它采用空冷的方式冷却，会受到许多因素而影响空冷效果，例如夏天和冬天之冷却效果不同、工件大小对空冷速率有别、甚至风吹也会影响冷却速率。因此正常化处理要使用各种方法来维持均一性，可利用遮阳、围幕、坑洞、风扇等。
正常化处理与退火处理之差异
正常化处理维加热至A3点或Acm点以上40~60℃保持一段时间，使钢材组织变成均匀的沃斯田体结构后，在静止的空气中冷却至室温的热处理程序。对亚共析钢而言，可获得晶粒细化的目的而拥有好的强度与韧性；对过共析钢而言，则可防止雪明碳铁在沃斯田铁晶粒边界上形成网状析出，以降低材料的韧性。
完全退火处理主要目的是要软化钢材、改善钢材之切削性，其热处理程序为加热至A3点以上20~30℃（亚共析钢）或A1点以上30~50℃持温一段时间，使形成完全沃斯田体组织后（或沃斯田体加雪明碳体组织），在A1点下方50℃使充分发生波来体变态，获至软化的钢材。另外应力消除退火则是在变态点以下450~650℃加热一段时间后徐徐冷却至室温，可消除钢材内部在切削、冲压、铸造、熔接过程所产生的残留应力。
如何消除工件之残留应力？
应力消除退火则是在变态点以下450~650℃加热一段时间后徐徐冷却至室温，可消除钢材内部在切削、冲压、铸造、熔接过程所产生的残留应力。对碳钢而言，参考的加热温度为625±25℃；对合金钢而言，参考的加热温度为700±25℃。持温时间亦会有所差异，对碳钢而言，保持时间为每25mm厚度持温1小时；对合金钢而言，保持时间为每25mm厚度持温2小时，冷却速率为每后25mm以275℃/小时以下的冷却速率冷却之。
如何预防加热变形？
预防加热变形的发生，最好是缓慢加热，并实施预热处理。一般钢材在选择预热温度时，可依下列准则来选定预热温度：
（1）以变态点以下作为预热温度，例如普通钢约在650~700℃，高速钢则在800~850℃左右。
（2）以500℃左右作为预热温度。
（3）二段式预热，先在500℃左右作第一段预热，保持一段时间充分预热后，在将预热温度调高至A1变态点以下。
（4）三段式预热，针对含有高含量合金之大型钢材，例如高速钢，有时需要在1000~1050℃作第三段预热。
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