等温退火

退火，就是把鋼加熱到臨界温度（

或

）以上，並保温一定的時間以後，再在爐中緩慢冷卻，最後所得到的組織是

的轉變產物。

退火的目的主要在於軟化鋼料以便於進行切削加工；消除內應力以防止工件彎曲變形；細化晶粒，改善組織以改善鋼的加工性能；去除氣體，以避免白點的形成等等。

由於鋼的成分的不同，退火的目的不同。其處理方法也往往不同。常用的有所謂完全退火、不完全退火、擴散退火、球化退火、消除應力退火等。等温退火是用來代替完全退火和不完全退火的新的退火方法，處理後所得到的組織和性能彼此也很相似，但是處理所需要的時間，常常可以大大縮短。

等温退火的操作過程，大致可以分成如下幾個步驟 ^[1]  ：

（1）將鋼加熱到臨界温度以上（亞共折鋼在

以上，共析鋼和亞共析銅在

以上），保温一定的時間，使其獲得奧氏體的組織。

（2）將已經加熱好的鋼，放入另一温度稍低於

點的爐中，或使鋼較快地隨爐冷到

點稍下的温度，進行等温保持，使過冷奧氏體完全轉變為

轉變的產物。

（3）鋼鋼轉變完成之後，可以取出氣冷、油冷甚至水冷，但一般皆用氣冷。

等温退火的操作示意曲線如圖1所示。鋼經等温退火後，可以降低硬度、改善組織和消除氣體。

為了使鋼在等温退火後，獲得預期的效果，在操作時應該注意下述幾點 ^[1]  ：

（1）等温退火的加熱温度，應該根據鋼的成分、技術要求和原始狀態來確定。亞共析鋼都採用完全退火的加熱温度（加熱温度在

以上），過共析鋼皆採用不完全退火的加熱温度（加熱温度在

以上）。要求改善顯微組織的温度偏高，使其獲得均勻的奧氏體，而有利於獲得均勻的

轉變產物。純粹要求降低硬度的温度偏低，使其獲得不均勻的奧氏體，而有利於加速

轉變，這對合金鋼及高合金工具鋼尤為重要。原始組織細密均勻的，由於奧氏體易於形成，故可用較低的温度。

（2）一般説來，加熱速度對鋼退火後的結果影響不大，但也不宜過快。其加熱時問：碳素鋼可用1.5~1.8分鐘/毫米，合金鋼則用1.8~2.0分鐘/毫米的厚度來計算，而對高合金鋼則以100~200℃/小時的速度加熱到高温。鋼的保温時間，通常以鋼的加熱時間的

~

倍來計算。對於要求降低硬度的合金鋼，保温時間短一點較好，這樣，可以縮短冷卻時的等温保持時間。

（3）鋼件退火的裝爐量往往很大，為了保證工件加熱均勻，避免發生加熱不足或過熱等現象，在裝料時，儘可能選擇尺寸大小、厚薄相同的工件，在同一爐中進行退火。當工件尺寸較大、裝爐量較多時，入爐後，當温度升到500~650℃時，應該保持一定的時間（碳素鋼和低合金鋼可為1~2小時，高合金鋼可為3~4小時），以使爐內各處工件加熱均勻。

（4）工件在

以下的等温保持温度，主要根據工件的要求來選擇，要求硬度愈低，則等温保持的温度愈高，一般常選用

=20~30℃的温度。具體的温度，應該根據所處理鋼料的奧氏體等温轉變曲線，選擇過冷奧氏體轉變完成時間最短，而又能獲得所需硬度的温度範圍。等温保持的時間，應以過冷奧氏體在此温度完全轉變為

轉變產物為下限，可由奧氏體等温轉變曲線査得。但考慮到工件冷卻到等温保持的温度，需要一定的時間，以及為了使爐內每個工件裏裏外外都轉變完成，故其等温保持的時間，應該較上述查得的時間為長。通常，碳素鋼的等温保持時間可取1~2小時，合金鋼則取3~4小時。對於高合金鋼，需要等温保持的時間更長。

（5）工件經等温保持已經轉變完成之後，出爐後的冷卻方式，對鋼的性能沒有什麼影響。但考慮到，水冷或油冷可能使工件產生較大的熱應力而使工件彎曲變形，而且其操作過程相當繁重。如採用爐冷，則爐子的生產率將大大降低，故通常皆用氣冷。這樣，既不會降低爐子的生產率，又不致於產生過大的內應力而引起工件變形，同時操作過程也很簡便。但是，應該指出，對於防止白點形成的等温退火，在等温保持之後，一定要爐冷，而且要緩慢冷卻到100℃左右方可出爐。