完全退火

完全退火是指將亞共析鋼加熱到Ac3以上20~30℃，保溫後隨爐緩慢冷卻，以期得到接近於平衡組織（珠光體型組織）的熱處理工藝方法。又叫重結晶退火。主要套用於亞共析鋼的鑄、鍛件，如挖掘機底座、鏜床鏜桿等。加熱溫度為 Ac3 以上30～50℃，保溫一段時間，使鋼的原來組織全部轉變為單一均勻的奧氏體然後在緩慢冷卻中，使奧氏體轉變為鐵素體和珠光體以達到細化組織、降低硬度和消除內應力的目的。過共析鋼不能採用完全退火。因為加熱到 Acm(碳在奧氏體中的溶解限度線)以上退火後，二次滲碳體呈網狀析出，使鋼的機械性能顯著降低，並易在淬火時開裂。

基本介紹

• 中文名：完全退火
• 外文名：Full Annealing
• 主要對象：亞共析鋼
• 別名：重結晶退火
• 產物：珠光體型組織
• 類別：熱處理工藝

定義

完全退火是指將亞共析鋼加熱到Ac3以上20~30℃，保溫後隨爐緩慢冷卻，以期得到接近於平衡組織（珠光體型組織）的熱處理工藝方法。又叫重結晶退火。所謂“完全”是指退火時鋼的內部組織全部進行了重結晶。通過完全退火來細化晶粒，均勻組織，消除內應力，降低硬度，便於切削加工，並為加工後零件的淬火作好組織準備。

完全退火是套用最為廣泛的退火方法，主要用於亞共析鋼和共析鋼的鍛件、軋件和鑄件的退火。通過重結晶退火使晶粒細化，組織均勻和消除殘餘應力，用以提高鋼件性能。

不宜用於過共析鋼，過共析鋼緩冷後會析出網狀二次滲碳體。使鋼的強度、塑性和韌性大大降低。

目的

完全退火主要是用於亞共析鋼，它的目的有三：

（1）細化奧氏體晶粒，消除魏氏組織。魏氏組織的形成原因之一是奧氏體晶粒太大（停軋、停鍛溫度過高或熱處理時加熱溫度過高），而完全退火時，加熱溫度較低，經重結晶後的奧氏體晶必然細化，如圖所示，可以看出，球光體轉變成奧氏體時晶粒顯著細化，以後縱然是很慢地冷卻，新形成的球光體晶粒也是很細的。因此，經過完全退火以後，奧氏體晶粒較得到細化，還可以消除鐵素體魏氏組織。

（2）降低硬度，提高塑性以利於切削加工。這是因為熱加工以後都採用空冷，由於冷卻速度較快，造成組織分散度大或得到馬氏體的組織，因而硬度亦較高，尤其是合金鋼更為嚴重。經退火後，可以降低硬度，有利於切加工。

（3）消除內應力，使組織均勻化。

工藝參數

完全退火工藝參數的確定：

（1）加熱溫度：必須適當地高於 點，井經一定時間的保溫，才能使鋼完全奧氏體化，並得到細小均勻的奧氏體組織。但是退火加熱溫度又不能太高，否則會引起奧氏體晶粒長大，以致使冷卻後得到粗大的鐵素體和珠光體組織。幾種常用鋼退火溫度見表1。

表1 幾種常用鋼的臨界點和完全退火溫度及硬度

鋼號	45	50Mn2	40CrNi	50CrVA	40CrNiMoA	38Cr	5CrNiMo	60Si2Mn
臨界溫度（℃）	780	760	770	780	774	780	770	810
退火溫度（℃）	820~840	810~840	800~820	820~870	840~880	825~845	850~870	815~870
退火後硬度（HB）	≤197	≤220	≤229	≤201	≤229	≤207	≤229	≤229

（2）加熱速度：應參照鋼材成分、加熱前的組織狀態、內應力大小、工件尺寸的大小與形狀複雜的程度等因素而定。一般來說，對於強度高、塑性差、含碳量較高的合金銅，以及形狀複雜或大型工件（特別是鑄件），加熱速度通常不超過200℃/小時。大型合金鋼的鑄、鍛件（ 60毫米以上）應採取低溫入爐，分段升溫的方法，其加熱速度通常不超過100℃/小時。

（3）保溫時間：應依照工件形狀、尺寸、鋼種、原始組織狀態、裝爐量和加熱設備等因素來決定。在一般情況下，碳鋼可按工件厚度每25毫米一小時計算。對於合金鋼，由於還要考慮奧氏體均勻化時間，可按工件厚度每20毫米一小時計算。

（4）冷卻方法：少部分採用隨爐冷卻，也可以採取埋在砂槽中緩慢冷至500~600°C後再取出空冷的辦法。冷卻速度大致可以這樣控制：碳鋼為100~200℃/小時，合金鋼為50~100℃/小時，高合金鋼為20~60°C/小時，鑄鋼件為80~120℃/小時。總之，退火後的冷卻應當充分緩慢，以保證奧氏體在 溫度以下不大的過冷情況下進行珠光體轉變，否則將因過冷度較大而獲得彌散度較大的珠光體組織，硬度較高，不利於切削加工。