目录

  • 1 金属的晶体结构
    • 1.1 晶体结构
    • 1.2 实际金属的晶体结构
  • 2 纯金属的结晶
    • 2.1 晶核形成条件
    • 2.2 晶核长大机制
    • 2.3 金属铸锭的宏观组织与缺陷
  • 3 合金相图
    • 3.1 二元合金相图
    • 3.2 铁碳相图及铁碳合金平衡结晶过程
    • 3.3 三元合金相图
  • 4 扩散
    • 4.1 扩散机制及扩散定律
    • 4.2 影响扩散的因素
  • 5 塑性变形与再结晶
    • 5.1 单晶体及多晶体的塑性变形
    • 5.2 塑性变形对组织和性能的影响
    • 5.3 回复与再结晶
  • 6 固态相变
    • 6.1 钢的加热及冷却转变
    • 6.2 钢的回火转变
  • 7 实用工程材料
    • 7.1 钢的退火与正火
    • 7.2 钢的淬火与回火
  • 8 热处理原理及工艺
    • 8.1 钢铁材料
    • 8.2 有色金属材料
钢的退火与正火
  • 1 内容
  • 2 练习


将金属及其合金加热、保温和冷却,使其组织结构达到或接近平衡状态的热处理工艺称为退火或正火。退火一般是在炉内缓冷,正火—般是空冷。主要应用于各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品消除冶金及热加工过程中产生的缺陷,并为以后的机械加工及热处理准备良好的组织状态。因此,通常把退火及正火称为预先热处理。此外,通过正火可以细化组织,适当提高强度,也可作为某些钢件的最后热处理工艺。 
钢的退火与正火工艺需遵循奥氏体形成和珠光体转变的基本规律。 
将铁碳合金加热到临界点Ac3以上适当温度并保持一定时间,然后在空气中冷却的工艺法叫正火。 
正火工艺的要点是:加热温度要足够高,一般要求得到均匀的单相奥氏体组织,工件透烧均温后再于空气中自然冷却。过冷奥氏体在空冷中发生共析转变,在亚共析及过共析钢中还将析出先共析产物——铁素体或渗碳体。 
对某些高合金钢在空气中冷却时可以实现空冷淬火,即过冷奥氏体在空冷时发生了马氏体或贝氏体转变。这时尽管工件是空冷,也不属于正火的工艺范筹。 
对某些钢材在正火时也可用强迫空气循环冷却或喷雾冷却以获得细珠光体组织。 
正火所达到的效果与材料的成分及组织状态有关。过共析钢正火后可消除网状碳化物,而低碳钢正火后将显著改善钢的切削加工性。所有的钢铁材料通过正火均可使铸锻件过热晶粒细化和消除内应力。因此,正火与退火工艺一样,是一种广泛采用的 
预先热处理方法。同时由于正火后组织比较细,所以比退火状态具有较好的综合机械性能,并且工艺过程简单。为此,正火不仅常作为淬火工序前的组织准备(预先热处理),而且对某些含碳在0.4~0.7%的钢件亦可在正火状态下使用。对含碳小于0.4%的中低碳钢,往往用正火代替完全退火。对于铸件,正火可以改善铸件中的粗大晶粒,使之细化,并消除由于截面尺寸不同在结晶过程中产生的显微组织的不均匀性。 
中高碳钢及中高碳合金钢工件,为了降低正火后的硬度和消除内应力以得到良好的机械加工性能,还需在正火后进行附加的回火(550~600°C),但含碳≤0.2%的钢, 
在正火后不需任何补充回火。 
普通碳钢通常推荐的正火温度是一个温度区段,如果正火作为最终热处理,应采用下限温度。对于渗碳件和锻件,在淬火前细化组织的预先热处理,要采用上限温度,以利于细化高温渗碳或锻造后形成的粗大组织。 
合金钢轧、锻、铸件的正火,主要用于改善冶金及热加工过程中造成的某些组织上的缺陷,并作为最终热处理之前的预备热处理。正火温度一般是比Acm或Ac3高30~50°C。 
合金渗碳钢的正火温度应比渗碳温度高些以减少在渗碳时的变形并可改善切削加工性。如正火后硬度稍高,可以进行补充的回火进一步软化。 
过共析碳钢及合金钢通过正火时空冷或强制冷却可以消除自由碳化物网,以便在随后的球化退火中获得均匀的球状碳化物。对于大截面工件,正火温度应比表中指出的正火温度高出10~40°C,利用CCT曲线可直接估计正火后的组织和硬度。