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去應力退火
鎖定
冷形變後的金屬在低於再結晶温度加熱，以去除內應力，但仍保留冷作硬化效果的熱處理，稱為去應力退火。 在去應力退火中金屬組織及性能的變化，相當於温度曲線圖中的恢復階段。在實際生產 中，去應力退火工藝的應用比上述定義廣泛得多。熱鍛軋、鑄造、各種冷變形加工、切 削或切割、焊接、熱處理，甚至機器零部件裝配後，在不改變組織狀態，保留冷作、熱作或表面硬化的條件下，對鋼材或機器零部件進行較低温度的加熱，以去除內應力，減小變形開裂傾向的工藝，都可稱為去應力退火。
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- 中文名
- 去應力退火
- 外文名
- stress relieving
- 學 科
- 材料科學
- 應 用
- 金屬材料處理
- 目 的
- 以去除內應力
去應力退火介紹
冷形變後的金屬在低於再結晶温度加熱，以去除內應力，但仍保留冷作硬化效果的熱處理，稱為去應力退火。
在實際生產中， 去應力退火工藝的應用要比上述定義廣泛得多。熱鍛軋、鑄造、各種冷變形加工、切削或切割、 焊接、熱處理，甚至機器零部件裝配後，在不改變組織狀態、保留冷作、熱作或表面硬化的條件 下，對鋼材或機器零部件進行較低温度的加熱，以去除（全部或部分的）內應力，減小變形、開裂傾向的工藝，都可稱為去應力退火。由於材料成分、加工方法、內應力大小及分佈的不同，以及 去除程度的差異，去應力退火温度範圍很寬。
去應力退火原理
在壓力加工、鑄造、焊接、熱處理、切削加工和其他工藝過程中，製品可能產生內應力。多數情況下，在工藝過程結束後，金屬內部將保留一部分殘餘應力。殘餘應力可導致工件破裂、變形或尺寸變化，殘餘應力也提高金屬化學活性，在殘餘拉應力作用下特別容易造成晶間腐蝕破裂。因此，殘餘應力將影響材料的使用性能或導致工件過早失效。
進行去應力退火時，金屬在一定温度作用下通過內部局部塑性變形（當應力超過該温度下材料的屈服強度時)或局部的弛豫過程(當應力小於該温度下材料的屈服強度時）使殘餘應力鬆弛而達到消除的目的。在去應力退火時，工件一般緩慢加熱至較低温度（灰口鑄鐵為500～550℃，鋼為500～650℃，有色金屬合金衝壓件為再結晶開始温度以下），保持一段時間後，緩慢冷卻，以防止產生新的殘餘應力。
去應力退火併不能完全消除工件內部的殘餘應力，而只是大部分消除。要使殘餘應力徹底消除，需將工件加熱至更高温度。在這種條件下，可能會帶來其他組織變化，危及材料的使用性能。
去應力退火曲線
去應力退火是將工件加熱到Ac1以下的適當温度，保温一定時間後逐漸緩慢冷卻的工藝方法。其目的是為了去除由於機械加工、變形加工、鑄造、鍛造、熱處理以及焊接後等產生的殘餘應力。
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1. 去應力退火工藝曲線 見圖1-3。
2. 不同的工件去應力退火工藝 參數見表1。
3. 去應力退火的温度，一般應比最後一次回火温度低20~30℃，以免降低硬度及力學性能。
4. 對薄壁工件、易變形的焊接件，退火温度應低於下限。
5. 低温時效用於工件的半加工之後（如粗加工或第一次精加工之後），一般採用較低的温度。
表1 去應力退火工藝及低温時效工藝
類別 | 加熱速度 | 加熱温度 | 保温時間/h | 冷卻時間 |
焊接件 | ≤300℃裝爐 ≤100~150℃/h | 500-550 | 2-4 | 爐冷至300℃出爐空冷 |
消除加工應力 | 到温裝爐 | 400-550 | 2-4 | 爐冷或空冷 |
高精軸套、膛杆 （38CrMoAlA） | ≤200℃裝爐 ≤80℃/h | 600-650 | 10-12 | 爐冷至200℃出爐 （在350℃以上冷速≤50℃/h） |
精密絲槓 （T10） | ≤200℃裝爐 ≤80℃/h | 550-600 | 10-12 | 爐冷至200℃出爐 （在350℃以上冷速≤50℃/h） |
主軸、一般絲槓 （45、40Cr） | 隨爐升温 | 550-600 | 6-8 | 爐冷至200℃出爐 |
量檢具、精密絲槓 （T8、T10、CrMn、GCr15） | 隨爐升温 | 130-180 | 12-16 | 空冷 （時效最好在油浴中進行） |
