（知识点）退火显微组织：退火工艺

退火是一个通用术语。 整个过程包括在适当的温度下加热和保温以及随后以适当的冷却速率进行冷却。 其主要作用是软化金属材料。 一般来说，退火是在炉中加热，但有时也采用感应加热，特别是当产品需要快速有效地加热时，例如钢丝冷拔后的退火。

1 冶金原理

一般来说，普通碳钢在退火后形成铁素体-珠光体显微组织（图1）。 钢件退火的目的是为了便于冷加工或车削，提高机械性能或电性能，提高尺寸稳定性。 虽然没有一个退火过程能够达到真正的平衡状态，但可以近似达到平衡状态，因此通过铁碳相图可以更好地理解退火过程（图2）。

▲图1 完全退火后成型的1040钢

铁素体-珠光体显微组织

注：4%苦味酸加2%硝酸乙醇

腐蚀，原始放大倍数为500x

为了定义各种类型的退火，通常通过转变温度和临界温度来区分。

临界温度是转变开始和完成转变形成奥氏体的温度。 铁碳相图（图2）中给出了平衡临界温度，即亚共析钢的A1和A3点以及过共析钢的A1和Acm点。

必须指出的是，由于非平衡效应的影响，临界冷却温度Ar1、Ar3和Arcm（后缀“r”代表法语单词refroidissement，意思是冷却）低于A1对应的平衡温度， Ar3 和 Arcm； 加热时的温度Ac1、Ac3和Accm（后缀“c”是指法语单词chauffage，意思是加热）高于相应的平衡温度Ar1、Ar3和Arcm。 各种合金元素显着影响这些临界温度。 例如，铬可以提高共析温度A1，而锰可以降低共析温度A1。 有公式可以根据钢的实际化学成分计算临界温度上限和下限。

2 退火工艺

事实上，退火是根据工艺的具体目的、加热温度、冷却方法来划分的。 最高温度可能有几种情况：低于临界温度A1的下限（亚温退火）； 高于亚共析钢的A1但低于临界温度A3的上限，或低于过共析钢的Acm（不完全退火）； 或高于A3（完全退火）。 图 2 对此进行了解释。

由于奥氏体是在高于 A1 的温度下形成的，因此转变过程中的冷却是获得所需微观结构和性能的关键因素。 相应地，将钢件加热到高于A1点的温度，然后进行略低于A1点的连续缓冷或等温热处理，可以在适当的时间内将其转变为所需的显微组织。 在适当的条件下，可以组合两次或多次退火以获得所需的结果。 成功的退火取决于热处理工艺的正确选择和控制，热处理工艺有其特定的冶金原理。

▲图2 附加完全退火和中间退火

火法球化退火区域铁碳相图

2.1 低温退火

低温退火与奥氏体的形成无关。 由于热激活，钢部件先前的状态发生了变化。 热活化过程包括回复、再结晶、晶粒生长和碳化物聚集。 钢材的先前状况是一个重要因素。

轧制或锻造的亚共析钢中含有铁素体和珠光体。 这两种成分的硬度可以通过亚温退火来调节，但需要在一定温度下保持较长时间，以软化基体。 对于淬火和冷作钢，再结晶很容易形成新的铁素体晶粒，亚温退火是最有效的处理方法。 退火加热温度越接近A1，软化速度越快。 从亚热退火温度开始冷却基本上不影响所形成的显微​​组织和最终性能。

2.2 不完全退火

当钢的温度超过A1时，奥氏体开始形成。 当接近A1温度时，碳的溶解度突然增加（接近1%）。 对于亚共析钢，在A1和A3温度之间进行不完全退火时，平衡组织为铁素体和奥氏体。 当退火加热温度高于A3时，组织变为单一奥氏体。 然而，铁素体和奥氏体的混合平衡组织并不能立即获得。 图3为普通共析碳钢奥氏体化速度与温度的关系。

▲图3 普通共析碳钢奥氏体化速度与温度的关系

注：875℃（1610℉）正火后，原有结构

是细片状珠光体。图中左边第一行是珠光体

本体开始消失，第二条线是珠光体的最终消失线。

三条线是碳的最终消失线，第四条线是碳浓度梯度。

最终消失线

可能存在未溶解的碳化物，特别是奥氏体化温度时间短或加热温度接近A1时，导致奥氏体不均匀。 在过共析钢中，在A1和Acm两相温度区加热时，碳化物和奥氏体会共存，奥氏体的均匀性取决于时间和温度。 影响组织均匀性的奥氏体化温度是影响退火组织和性能的主要因素。 在较高的奥氏体化温度下可以获得更均匀的组织，有利于冷却时片状碳化物组织的形成。 在两相区奥氏体温度较低时获得不太均匀的奥氏体，有利于球状碳化物的形成。

当钢加热到高于A1的温度时，钢转变为奥氏体，当缓慢冷却到低于A1的温度时，又转变回铁素体和碳化物。 奥氏体的分解速度和片状或球状碳化物的形成主要取决于转变温度。 如果奥氏体转变略低于A1温度，则分解会缓慢。 转变产物是粗大的球状碳化物还是粗大的片状珠光体，取决于钢的化学成分和奥氏体化温度。 转化产物非常柔软。 然而，如果要获得最大的软度，则需要在等温热处理中在A1以下保持较长的时间，以获得较低的转变率，或者在连续冷却的情况下采用非常慢的冷却速度。 如果想在最短的时间内获得所需的组织和硬度，等温处理比连续缓慢冷却更有效。 然而，有时，合适的退火设备或退火钢件的质量要求使得连续缓慢冷却成为唯一可行的选择。 因此，等温退火并不适合所有场合。

随着相变温度降低，奥氏体通常会迅速分解，相变产物相对于 A1 时的相变产物更硬、更片状且更细。 在较低的转变温度下，转变产物变成较硬的铁素体和碳化物的混合物，因此可能进一步增加完成等温转变的时间。

迄今为止，许多钢种的奥氏体等温转变或连续转变图已发表。 这些等温连续转变图有助于设计特定钢种的退火热处理工艺。 然而，由于大多数已发表的转变图仅表达了完整的奥氏体化转变和相对均匀的状态，这不是退火过程中的理想或可实现的状态，因此其应用受到限制。

在连续退火过程中，不完全退火是获得两相和三相显微组织的一种调整方法。 最终获得的显微组织是分布在铁素体基体上的岛状马氏体。 根据溶解在奥氏体中的合金成分和冷却条件的不同，奥氏体可能不会完全转变，其显微组织是在铁素体基体上分布的马氏体或残余奥氏体。

2.2.1 变形后冷却

奥氏体完全转变后，冷却至室温时会发生多种冶金后果。极慢冷

但可能会导致碳化物堆积，使钢进一步软化，但不如高温相变有效。 因此，当转变完成后没有特殊原因要求缓慢冷却时，可将钢材从转变温度快速冷却，以减少总时间，便于操作。 如果采用缓慢连续冷却，则冷却过程中需要控制的最终温度由钢的转变特性决定。 但由于钢的质量或防止氧化的需要等实际问题，奥氏体转变完成后仍需在炉内缓慢冷却。

2.2.2 原组织的影响

原始组织的碳化物越细小或分布越均匀，在高于A1的温度下奥氏体形成速度越快并接近完全均匀化。 因此，原始组织影响退火反应。 当试图在退火组织中获得球状碳化物时，有时在A1温度以下进行预热，使碳化物聚集，以阻碍或阻止它们在随后的加热过程中溶解到奥氏体中。 在奥氏体转变过程中，未溶解碳化物的存在或奥氏体中的浓度差促进了球状碳化物而不是层状碳化物的形成。 预热促进球化的方法主要用于亚共析钢，但对某些过共析低合金钢也有效。

2.3 超临界或完全退火

一般的退火工艺是将亚共析钢加热到高于临界温度（A3）上限的温度，以获得完全奥氏体化的组织。 这个过程称为完全退火。 对于亚共析钢（碳质量分数小于0.77%），超临界退火（即A3温度以上）发生在奥氏体区（在退火温度加热时钢完全奥氏体化）。 然而，对于过共析钢（碳质量分数大于0.77%），退火发生在高于A1的温度，这是奥氏体-渗碳体双相区。 完整的退火温度范围叠加在图 3 的铁碳相图上。一般来说，亚共析钢的退火温度比 A3 温度高 50°C (100°F)，亚共析钢的退火温度比 A3 温度高 50°C (100°F)。 A1温度对于过共析钢是合适的。

奥氏体化时间和完全退火钢。 当长时间保持在奥氏体化温度下时，过共析钢会变得特别软。 虽然在奥氏体化温度下的保温时间可能对实际硬度只有轻微影响（例如从241HBW变为229HBW），但它主要影响切削性能和冷成型性。

对于过共析钢，长期奥氏体化是有效的，因为奥氏体中的残余碳化物逐渐聚集和长大。 较粗的碳化物有利于较软的最终产品。 对于低碳钢，当温度高于A1时，碳化物变得不稳定并可能溶解到奥氏体中，尽管溶解速度可能很慢。

对于成分接近共析体的钢，如果长时间奥氏体化，通常会形成片状转变产物。 在略高于A1的温度下长期保温，与高温下短期保温具有相同的溶解碳化物、消除碳浓度差的效果。

3 退火指南

佩森综合了前面讨论的冶金原理，总结了以下7条规则，可以作为制定成功​​有效的退火工艺计划的指南：

规则1：退火后，完全均匀的奥氏体化钢转变为完全层状珠光体组织，而不均匀奥氏体化钢则转变为接近球形的退火碳化物。

规则 2：使钢变得最软的通常方法是在 A1 温度以上不超过 55℃ (100°F) 的温度下进行奥氏体化，并在 A1 温度以下 55°C (100°F) 的温度下进行相变。

规则3：由于在低于A1温度55°C（100°F）时完全转变需要很长时间，因此允许绝大多数转变在较高温度下进行，形成较软的产品，然后在较低温度下完成转变，所以完全转变的时间会更短。

规则4：钢奥氏体化后，快速冷却至相变温度可缩短退火周期。

规则5：钢完全相变后，在相变温度已形成所需的显微组织和硬度，然后快速冷却至室温，这样可以缩短总的退火时间。

规则六：为了保证碳质量分数为0. 70% ~ 0. 90%，工具钢等低合金中碳钢在退火后产生较少的片状珠光体，通常在奥氏体化和转变前较低。 在大约 28°C (50°F) 的较低临界温度 A1 下预热几个小时。

规则七：对于过共析合金工具钢，为获得最低的退火硬度，应在奥氏体化温度下长时间加热（约10~15h），然后按前述方法进行转变。

当等温转变处理可行且临界温度和转变特征已知时，这些规则可以最有效地应用。

4 退火温度

在实际意义上，大多数退火都是凭经验进行的。 对于许多退火应用来说，它可以简单地定义为钢在炉中从指定的退火温度（奥氏体化温度）冷却。 小型碳钢锻件完全退火的温度和硬度见表1，合金钢推荐的退火温度（炉冷）和硬度见表2。

▼表1 小尺寸碳钢锻件完全退火温度和硬度

▼表2 合金钢推荐退火温度（炉冷）和硬度

表2给出了加热过程中形成珠光体组织的奥氏体化温度上限。 当使用较低温度时，获得的组织主要是球形的。

当某种合金钢需要在退火后获得特定的金相组织时，就需要较高的温度控制和退火冷却控制精度：表3给出了合金钢的推荐退火温度和时间。

▼表3 合金钢推荐退火温度和时间

当通过等温退火获得珠光体组织时，特别是对于锻件，所选择的奥氏体化温度比表3中的数字高出近70℃，目的是缩短奥氏体化时间。

表3中大多数钢在退火时，可以先加热到奥氏体化温度，然后以受控的冷却速度在炉中冷却，或者快速冷却并保持在低温下进行其他转变。 两种过程产生的硬度几乎相同，但等温转变所需的时间明显更少。

5 球化退火

球化退火的主要目的是改善钢的冷成形性能，改善过共析钢和工具钢的切削性能。 冷成型时，希望钢结构进行球化处理，因为它可以减少材料流动阻力。 流阻由铁素体和碳化物的比例和分布决定。 铁素体强度取决于晶粒尺寸、一些铁素体强化合金添加物（例如硅或锰）以及冷却速率。 形成的碳化物是片状珠光体还是球状珠光体，将从根本上影响钢的成形性能。

钢可以球化，是指经过加热和冷却后，在铁索体的基体上生成球状碳化物。 图4所示为1040钢在700℃保温21小时后得到的球化组织。

▼图4 1040钢在700℃保温21小时后得到的球化组织

注：4%苦味酸乙醇蚀刻，放大倍数1000倍

球化可以通过以下方式进行：

1) 在低于Ae1的温度下延长保温时间。

2) 在高于Ac1和低于Ar1的温度之间交替加热和冷却。

3）加热到略高于Ac1的温度，然后在炉内缓慢冷却或在略低于Ar1的温度下保温。

4）在所有碳化物溶解的最低温度和适当的冷却速度下冷却，以防止形成网状碳化物。 然后按第一种或第二种方法重新加热（适用于含有均匀碳化物的过共析钢）。

需要注意的是，很难建立与临界温度一致的下标。 当讨论延长保温时间的加热时，临界温度是平衡温度 Ae1 和 Ae3。 当讨论未指定的速度和未指定的保持时间的加热-冷却时，技术术语变得更加随意。

亚共析钢和过共析钢的球化退火温度范围如图3所示。使用这些方法的球化率取决于原始组织，最好的原始组织是碳化物细密弥散的淬火组织。 低温球化处理前进行冷加工也会提高球化退火时的反应速度。

图5为图1中1040钢原始组织对球化的影响。其中，图5a）为原始组织为马氏体的1040钢在700℃（1290°F）保温后的球化状态21小时。 图 5 b) 显示原始结构为铁素体-珠光体。 1040钢在相同温度保温相同时间后的球化状态。 当原始组织为马氏体的1040钢已经球化时，同样的原始组织为铁素体-珠光体组织的钢刚刚开始球化。

▲图5 1040钢原始组织对球化处理的影响

a) 原始组织为马氏体（淬火态）

b) 原组织为铁素体-珠光体（完全退火状态）

注：球化温度保持在700℃（1290℃）21小时。

4%苦味酸乙醇加2%硝酸乙醇腐蚀

放大倍数为1000倍

图6显示，在700°C（1290°F）下保温200小时后，原始组织为铁素体-珠光体的钢已完成球化转变，但仍可见少量珠光体区域。

▲图6 铁素体-珠光体原始组织的1040钢

700℃(1290°F)×200h球化状态

注：4%苦味酸腐蚀，放大倍数1000倍

对于完全球化退火，奥氏体化温度一般采用略高于Ac1或Ac1与Ac3之间的温度。 如果采用略高于Ac1的温度，为了获得正确的结果，设备必须具有良好的负载特性和精确的温度控制功能； 否则，可能达不到Ac1，不会发生奥氏体化。

低碳钢很少进行球化处理用于车削，因为球化处理的钢太软且有粘性，切削时会产生长的、高韧性的切屑。 低碳钢球化处理时，一般用于变形量较大的加工。 例如，1020钢管经两道次或三道次冷拔成型时，每次冷拔后将钢在690℃（1275°F）下保温0.5~1h并退火即可获得球化组织。 退火产品的最终硬度约为163HBW。 这种状态下的管材可以在后续的冷成型过程中承受较大的变形。

与许多其他类型的热处理一样，球化退火后的硬度取决于钢的碳和合金含量。 增加碳或合金含量，或两者都增加，导致球化退火硬度增加，通常为163~212HBW（表3）。 相变后变形不仅显着加速了球化的动力学，而且导致了更高的球化水平。

人们注意到，分散在奥氏体相上的细小碳化物可以通过珠光体反应或解离共析转变（DET）引起共析转变。 尽管这两种方法早已为人所知，但大多数工业球化退火工艺仍然采用珠光体反应。 最近有人强调，发散共析变换（DET）方法根据变换时间更有效。 已证实，对于过共析钢，在较低的奥氏体化温度和较慢的冷却速率下（对于52100钢，奥氏体化温度低于830°C或1525°F，冷却速率低于500°C/h或900 °F/h)，DET法比珠光体反应法更好地促进共析转变。 在离解共析转变反应中，预先存在的碳化物颗粒通过碳从奥氏体中的扩散直接生长，导致最终转变产物是铁素体基体上的球形碳化物。 采用常规的连续冷却法或利用珠光体体相变的等温球化退火法，退火时间为10~16h，而采用离解共析相变（DET）法的球化退火可在1h内完成。 其结果是显着节能并同时提高效率。 熔炉生产率。 同时，添加铬可以减小碳化物的尺寸，而添加锰可以加速珠光体尺寸的转变。 最近的研究表明，根据奥氏体化温度和时间，可以通过添加铬来放大解离共析转变（DET）。

6 工序间退火

冷加工时，由于钢的硬度增加，塑性降低，冷加工变得困难，因此需要对材料进行退火以恢复塑性。 这种工艺步骤之间的退火称为工艺间退火，或简称为中间退火。 它可以包括任何适当的处理。 然而，在大多数情况下，亚（临界）温度处理就足够了并且具有成本效益。 术语“工艺间退火”通常指工艺间的亚（临界）温度退火。

图7显示了过程间退火温度范围内的铁碳相图。 冲压、顶出、挤压等冷成型零件往往需要开发工序间退火。 热加工的高碳钢和合金钢还需要工序间退火，以防止裂纹并软化它们，使其适合剪切、车削或矫直。

▲图7 各工序间退火温度范围内的铁碳相图

工艺间退火的一般过程是加热到低于Ac1的温度，保温适当的时间，然后冷却（通常在空气中）。 大多数情况下，加热温度一般比Ac1点低10~20℃（20~40°F），这是显微组织、硬度和机械性能的最佳组合。 温度控制是必要的，但只是为了防止将材料加热到超过 Ac1 温度并破坏退火的目的。

当工序间退火仅用于软化适合冷锯和冷剪的材料时，所用的加热温度一般低于Ac1，不需要精确控制。

在钢丝行业中，工序间退火可作为将钢丝拉拔至略大于最终要求尺寸和拉拔至最终尺寸两个工序之间的中间处理。 由此生产的线材称为工序间退火线材。 工序间退火还用于充分软化线材产品，以进行剧烈镦粗以及拉制不能直接从热轧棒材中拉制的小尺寸低碳和中碳钢线。 一些材料由于其成分或尺寸（或两者）的原因，通过过程间退火可能比通过球化退火获得更令人满意的结果，因为球化退火材料缺乏塑性​​或不满足物理性能要求。 无法绘制成最终尺寸。 冷剪材料在工序间进行工序间退火，可以提高剪切面的塑性，使剪切面适合下一步加工。

7 适合机加工的退火结构

根据切削加工性，不同微观结构和硬度的组合非常重要。 如图8所示，部分球化处理的5160钢轴在车削过程中比退火后的同类型钢（珠光体组织，硬度稍高）具有更少的刀具磨损和更好的表面质量。 根据大量观察得到了切削不同碳含量钢的最佳显微组织，见表4。

▲图图8 部分球化组织对表面质量的影响。

及其对5160钢后续车削所用刀具寿命的影响

a) 退火（珠光体组织，硬度为241

HBW) 车削后法兰8件后的表面质量

b) 磨边间隔时间（寿命min）

c) 部分球化显微组织（硬度180

HBW)，车削后表面质量123件

▼表4 切削不同碳含量钢时的最佳显微组织

加工类型也是一个因素。 例如，如果齿轮由5160钢管制成，则两个加工步骤包括在自动滚齿机上加工和拉削齿槽。 全球化材料最适合齿轮磨削操作，但珠光体结构更适合拉削。 因此，半球形组织被证明是一个折衷的选择。

通过在较低温度下奥氏体化，然后以比获得珠光体结构时更高的冷却速率冷却，可以获得半球形结构。 前面提到的5160钢管获得半球形结构的工艺是加热到790℃（1450°F），然后以28℃/h（50°F/h）的冷却速率冷却到650℃（1200F）。 对于这种钢，在大约 775°C (1425°F) 下进行奥氏体化会导致更多的球化和更少的珠光体。

与1095、52100等高碳钢相比，中碳钢全球化难度更大。 如果没有过量的碳化物成核和球化反应的促进，在实际中从珠光体中获得完全自由的球化组织是相当困难的。

含碳量较低、组织由铁素体基体和粗片状珠光体组成的材料最适合加工。 对于某些合金钢，通过将钢加热到Ac3点以上，形成粗大的奥氏体晶粒，然后保持在Ar1点以下，可以获得粗大的片状珠光体。 该过程有时称为循环退火或板材退火。 例如，锻造4620钢齿轮在五区炉中快速加热至980°C，然后在水冷区中冷却至625~640°C (1160~180°F)，然后在此温度下保持120 〜150分钟。 最终组织为铁素体基体上分布的粗片状珠光体，硬度可达140~160HBW。

8 工业生产中的退火

8.1 炉型

退火炉有两种基本类型：间歇式炉和连续式炉。 这两种类型的炉子都可以根据其结构、所用燃料类型、加热方式、炉内负载通道或支撑方式进一步细分。 此外，选择炉类型时需要考虑的因素包括成本，退火循环类型，所需的气氛以及要退火的零件的物理特性。 但是，在许多情况下，根据可用设备选择退火过程。

对于批处理炉（例如大托运）和少量的特定零件或一定级，更复杂的合金钢零件的少量零件或钢零件，需要更长的退火循环，这是必要的，此设备通常是首选。 特定类型的批处炉是手推车类型，例如盒子式熔炉，铃铛式熔炉和装备式炉子。 在钟形炉中退火可以产生最佳的球体化效果（接近100％）。 但是，使用铃铛炉时的退火循环更长，具体取决于退火材料的等级。 退火期为24-48h，具体取决于负载尺寸。

连续的炉子，例如辊炉，旋转炉膛炉和推杆炉，是适用于同一钢级的大量产品的理想退火设备。 这些熔炉可以设计成多个独立区域，以便将工件连续加热至指定的温度。 在指定的温度下保持温暖，并以所需的速度冷却。 但是，连续炉通常无法实现完全的全球化，也不能用于需要大变形的产品。

8.2炉气氛

使用空气和燃气炉使用燃烧产品气氛的电炉不能完全避免通过控制氧化钢零件。 通常认为，在清洁或明亮的退火时，只能通过使用无燃料的气氛来获得令人满意的结果。 通过使用控制的气氛，可以避免退火过程中过量的氧化。 受控大气的气体和气体混合物由要处理的材料，加工温度和部分表面需求确定。 在选择退火大气时，预防脱氧也是一个非常重要的因素。

广泛用于防护气氛退火的气体是放热气体。 这种气体便宜，原材料很容易获得，并且获得的结果相对令人满意。 碳氢化合物气体。 例如天然气，丙烷，丁烷和可口可乐媒体气体，通常在放热气体发生器中燃烧，以产生自我维持的，燃烧的放热反应。 常用的放热混合气氛（体积分数）含有15％H2、10％CO，5％CO2，1％CH4和69％N2，该气体用于冷滚过的低卷曲碳钢条的明亮退火。使用它处理中碳钢和高碳钢时

它含有二氧化碳和水蒸气。 毛坯或螺钉的球体化退火过程中的脱氧量量需要严格控制。 只要炉子具有良好的密封效果，低露点的放热气氛就可以防止钢脱氧。 许多热处理设备供应商使用放热和吸热混合物来补偿炉子密封问题。 混合气体的混合比可能不同，具体取决于要处理的零件的含量。 当使用这种混合物时，必须谨慎行事，因为当吸热气氛与空气在760°C以下的温度下混合时会形成爆炸气体。

退火过程中常用的其他大气包括吸热气氛，氨分解气体和真空气氛。 在1980年代，热处理设备供应商更喜欢基于氮气的气氛。 部分原因是气体和水成本上升。 氮可以与少量添加剂（例如甲烷，丙烷，丙烯和一氧化碳）混合。

8.3温度均匀性

退火故障的一个潜在原因是缺乏对炉内温度分布的了解。 退火炉一次可以处理20吨钢零件并不少见。 在一些大型锻造研讨会中，一些工件重300吨。 炉子越大。 确保温度均匀性的难度越大，在钢的加热或冷却过程中改变温度就越难。 熔炉热电偶可用于监视空间中上方，下方或附近的温度，但该温度可能与钢片本身的温度有所不同。 30℃或更多，尤其是当钢零件装在管子或盒子中时，或者杆和条在静态气氛中密集地包装。 当存在这些条件时，应将热电偶放在载荷中，例如钢筋，疑问，线圈等，以监视加热和冷却过程中的温度分布。 一个更好的操作是通过点焊接将热电偶焊接到工件上，或将热电偶放入工件中的钻孔（齐平安装）中。 在退火过程中调整炉子参数时，您应该参考这些热电偶的显示值，因为它们与工件实际接触，而不是炉中的热电偶。

8.4负载均匀性

负载的均匀性受到炉子安装方式的极大影响。 例如，当在多区辊炉中连续退火捆绑包，每个捆绑包的密度和每个捆绑包的直径对整个束的温度均匀性和炉子的生产率产生了很大的影响。 如图9所示。当束连续退火时，中间条的温度高于加热过程中表面棒的温度，并且在冷却过程中温度较低。 此外，每个捆的密度较高会增加整个捆的导热率，结果是，与每个贝尔密度较低相比，整个贝尔的核心条具有较高的温度，请参见图9 a ）。 有趣的是，由于接触点和接触杆被包装成束时，热电阻的增加。 在固定束直径和体积的条件下，随着条直径降低，核心条的温度降低。 这是违反直觉的，因为当在连续炉中退火时，随着条直径的增加，核心温度会降低。 核心温度显然会影响核心条的退火硬度，请参见图9 d）。 在实际生产中，为了最大程度地提高设备的生产能力，可以通过调整滚筒速度，每个捆绑包的音量以及每个捆绑包的直径来优化操作。 在钢板线圈的退火过程中，可以观察到负载结构的影响，图10 a）说明了这种现象。 当固定钢板线圈的直径时，板厚度的降低将导致与较低核心温度的接触点增加，在执行周期性退火时需要更长的退火循环。

由于非线性相变的影响，由核心温度控制的常规退火操作在某种程度上具有欺骗性。 例如，当铝脱氧后的冷钢板被周期性退火，由于降水，重结晶和谷物生长之间的复杂相互作用，加热速率对退火动力学产生了重大影响。 因此，可以通过降低加热速率来增加退火动力学。 从而提高了炉子的生产率，请参见图10 B）。 这是违反直觉的，因为通常的加热部分（速度）仅限于炉子，并且工业退火操作趋于最大化加热速率。

通过数学建模退火操作，可以有效地捕获负载配置的众多可能性以及工业生产中调整相变动力学的复杂相互作用的可能性，从而有效地捕获了质量的显着提高和提高熔炉生产率。

▲图9表面和核心温度曲线的影响因素

a）每捆密度b）每捆直径c）条直径

d）温度分布对棒核硬度的影响

▲图10钢板线圈的间歇性退火

a）线圈的实际直径是恒定的，板的厚度将减小

增加接触热电阻，导致退火循环增加

b）由于AIN沉淀，重结晶和晶粒生长

相互作用，降低加热速度可以

增强的退火动力学

9退火板和条

钢厂滚动产品的板和条是通过加工材料的总重量来衡量的退火应用的典型示例。 因为这种退火处理使该材料适合随后的处理（例如额外的冷滚动或制造成零件），并且所使用的温度通常低于A1点，因此通过更具技术性的术语来更好地描述此类操作退火。 适当，尽管常见的做法是使用退火而无需任何限制。

钢板产品的退火通常是大规模的周期性退火或连续退火。 在周期性退火炉中加载了多种（4〜5种类型）圆柱冷钢线圈。 每个线圈的外径为φ1.5〜2.25m（4.9〜8.2ft），内部孔直径为0.5〜0.7m（1.6〜2.30），宽度1.0〜1.4m（3.3〜4.60），质量15〜30t ，堆叠在带有循环风扇和冷却系统的基本平面上。 钢管通过偏转器分开，以促进气体循环，放置在圆柱炉罩中，并在还原气氛中撤回，请参见图11 a）。 在过去的几十年中，用纯氢代替纯氮或氮 +氢可以将退火周期时间降低67％至75％。 这是因为氢的热导率是被替换的气体的7倍。 密度是被替换气体的1/14倍，请参见图11 b）。 在定期退火期间进行缓慢的加热和冷却，以确保在退火，冷却和降水过程中分解所有碳。 这将获得良好的可塑性，但是在钢卷的外表面和内孔的加热过程中存在差异，有时会有不均匀的现象。

▲图11原理和冷的周期

滚动板周期退火温度曲线

a）纪律方向的原理b）冷钢板周期性退火温度曲线

取而代之的是，未经编织的钢板可以在几分钟内通过两个阶段电炉的快速通道连续退火，请参见图12a）。 在第一阶段，将钢迅速加热到退火温度，通常为675〜850°C（1250〜1550℉），高于A1温度，并保留1分钟，到达结晶钢，逐渐冷却，并且是冷却的，并且固体碳化碳化量是从人体的相部分沉淀出来的，或以较高的初始冷却速度获得饱和碳化物的铁体，如图12 B所示）。 随后的纬度增加了驱动力并促进了碳降水，以防止钢板算的及时性。 连续退火比传统的循环退火更好，其优点包括：改善组织的均匀性，表面清洁度和形状，适合于生产各种钢的生产。

▲图12连续退休炉的原理和

典型的连续退火温度曲线

a）连续退休炉的原理

b）典型的连续退火温度曲线

用于汽车的钢板需要高的形成性能和深度冲刺性能，以及更高的异性系数R和高延展性的厚度。 值以垂直（L），水平（T），两个45°（A，B）方向的方向测量。 因此，= 0.5（L+T+A45°+B45°）。 另外，预计将获得低强度和及时性指数。

使用热钢卷的冷纸板和带材料转换的常见方法是：腌制和去除的氧化层，然后冷卷至所需的尺寸。 通过冷滚动过程，热板的厚度至少可以减少90％，并且可以改善钢的硬度和强度，但也可以大大降低其可塑性。 如果将来需要进行大量的冷处理，则必须恢复钢的可塑性。

冷钢退火通常会使大型延伸，冷处理和压缩铁氧体转化为重纤维讽刺组织。 图13显示了退火对低碳冷钢微带组织的影响。 其中，图13 a）显示了冷钢的不可靠的微径，与图13 b），零件部分的一部分和c），互惠微静止和完全退火的微问题。 在钢加热期间，第一个冶金过程发生在退火循环热绝缘阶段的第一阶段。 在第一阶段，内部拉伸应力缓解（尽管微带组织的小变化很明显），但可塑性适当增加，强度略有下降。

▲图13低碳钢板1000x

a）unde -the -micro -micro -sissue of寒冷的钢

b）重新安装的一部分和退火微止 -

c）完全退火的微组织

当退火继续时，会发生结晶现象，并在体育脱毛的谷物中形成了新的，更平衡的铁体颗粒形成。 在重新产生期间，强度迅速降低，而可塑性则增加。 进一步的热绝缘导致新形成的谷物长大并吞并其他谷物。 这称为谷物生长，导致强度和一点可塑性的适当降低（但通常非常有意义）。

大多数普通的碳钢可能会退火，但是为了促进完全结晶，我们必须注意防止谷物生长过多，因为这会导致形成部位的表面缺陷（例如橙皮表面缺陷）。

前面提到的重新结合速度受到化学成分和先前退火的影响。 例如，少量的铝，钛，t，t，t和钼元素将降低结晶速度，因此退火响应缓慢，因此需要更高的温度或更长的退火时间才能达到相同的效果。 尽管通常会故意添加某些元素以改变钢板的某些特性，例如铝，钛，铌和钒，但某些元素可能是残留元素（例如钼），对退火产生了很大的影响。 取而代之的是，更多的冷处理（较大的冷收缩）将加快退火反应。 因此，不可能将退火过程用于所有钢订单获得一组特定的机械性能，因为它也受化学成分和冷处理量的影响。

9.1商业冲压和深拳钢

商业质量的普通碳钢是最生产的钢，适合小变形。 浇注（DQ）钢板可以获得更高的机械性能，仅限于大量变形的部分。 特殊的镇静冲压钢适用于大变形和生产。 结构钢用于生产具有指定机械性能要求的零件，这与三层钢不同。

卷曲温度和热滚动过程中的加热速度显着影响厚度系数R（可以理解为异性），这与定期退火和连续退火不同。 退火和退火温度所需的卷发温度小于600°C（1100°F）和720°C（1330°F）。 连续涉及的卷曲和退火温度大于700°C（1290℉）和850℃（1560°F）。 。 在连续退火过程中，高卷发温度可以确保AIN完全沉淀，对晶粒进行评估并促进[111]结构以增强并获得高输出值。 相反，在随后的周期退火过程中，较低的卷发温度将促进AIN沉淀。 在缓慢加热的过程中，它将相互作用并阻碍结晶功率，从而获得[111]类型结构的理想煎饼形晶粒结构，并更好地性能。 此外，减少碳和锰的含量将大大增加该值。

可以通过硼的生长现象清洁对连续退火过程有害的有害AIN颗粒的现象。 它可以增加硼的量，直到硼酸的比例达到理论比率水平，从而获得较低的强度而无需使用高度热滚动温度。 但是，硼粉产品的异性厚度非常低。

9.2地下间隙原子（如果）钢

缝隙原子钢是一种薄的钢板，适合深冲。 在IF钢中，通过添加足够的碳化物 /氮化物形成元素（通常是钛或板球），碳和氮被完全限制以消除间隙原子。 跌至小于5x10e-5％的水平。

选择微型合金添加剂（钛，铌或钛 +铌）和热滚动滚动产生将影响结晶温度（即，确保最低温度100％，然后结晶）和产品性能。 高卷曲温度的高冷滚动体积（约80％）的钢板将降低结晶温度并获得出色的冲压性能。 为了促进晶粒的生长并获得较高的后方系数R值，高退火温度被优先考虑。 退火后的冷却速度并不重要，并且不需要过多的影响。 由于这些原因，如果钢是一种理想的钢，适用于高表现，连续退火，冷滚动和热浸入。

根据处理条件，IF钢的机械性能范围如下：

1）提前强度：130〜170MPA（19〜25KSI）。

2）总伸长率：40％〜70％。

3）R值：1。6〜2。2. 2。

4）n值：0。25〜0.28。

5）可以获得高达300MPa（43KSI）的屈服强度。 该方法是通过固体磷，锰或硅来加强它。

9.3烘焙硬化钢

烘烤硬化意味着由于碳应变时碳应变的时间限制，由于碳应变及时性而增加的屈服强度。 烘烤硬化对抗基本上没有影响。

在普通碳钢的连续退火过程中，主要冷却速度的细调效果和过高的时间有效的温度 /时间确保环境反应后的环境充分激活，最终碳的固定解决方案为限制不到10 ppm。 但是，这种碳固体溶液足以实现烘烤和硬化[175°C（350°F）]×20分钟，并且屈服强度的增加达到50 MPa（5KSI）。

在两个阶段钢中，马氏体（体积得分≤20％〜30％）抑制了环境应变的及时性。 相应地，较高的碳固体溶液和较高烘烤硬化的屈服强度是可行的（≤90mpa或13ksi）。

在IF钢中，如果满足以下条件，则可以产生烘烤和硬化，从而增加强度：

1）铌或 +钛，同时铌-碳原子比≤1。

2）连续退火管线使用高温退火温度[约850°C（1560°F）]，这使NBC溶解和沉积物。

3）退火后，以≤20℃/s的速度快速冷却（35°F/s）

4）没有及时的效果来防止碳的降水。

此外，如果通过热粉末镀锌电线对其进行处理，则必须在浸泡温度和近200°C（400°）的情况下快速冷却，以避免固体 - 溶解碳沉淀（例如Fe3c）。 公开报道的烘焙加固为20〜40MPA（3〜6KSI）。

9.4固体 - 溶剂增强钢和微合金高强度低强度低合金钢

在溶质钢筋钢中，锰，磷和 /或硅合金被添加以通过固体溶液提高强度； 每种添加0.1％锰，强度大约增加了3MPA（0.4KSI）； 对于每增加0.01％的磷，强度大约增加了大约增加。 7MPA（1KSI）; 每个添加了0.1％硅强度大约增加了8.5mppa（1.2KSI）。 无论钢是退火还是连续退火，这些元素的作用几乎相同。 连续退火时，您只需要添加更少的合金元素即可达到要求的强度。 原因是有更好的铁氧体谷物。 产生细晶粒的原因：首先，非常快速的加热速度（比较循环退火），导致更多的核，产生更多细晶粒尺寸。 第二个是短暂的绝缘时间（≤1min），长大的晶体铁氧体晶粒的障碍物。 连续退火温度曲线用于生产固体溶剂强钢，主要是为了结晶而过度过度效果，例如在DQ钢或深层层中（如果钢）。

在微型合金的高强度和低合金（HSLA）钢中，有微观 - amount，钛或钒（通常优先使用），可以通过降水加强和谷物细化来获得更高的强度。 在连续退火过程中，微合金氮化碳颗粒可以提供有效的沉淀和增强，因为短退火时间可以防止任何颗粒均匀。 相反，降水颗粒的粗糙度发生在退火期间，导致降水强度的强度显着下降，尽管沉积物颗粒具有谷物长大的作用。 因此，对于相同的化学组成，连续退火可以获得更高的屈服强度（见图14）。

▲图14高强度低合金钢通过连续退火和每周

恢复时期和实心溶液后的强度水平的比较

微型合金高 - 高度低合金（HSLA）钢对热滚动卷发温度更敏感。 应优选低卷曲温度，以增强降水加固至最大值。 HSLA钢的加热曲线连续退火类似于固体溶质增强钢。 但是，由于由钛，钛，钛和t骨组成的碳化物颗粒会阻碍结晶，因此HSLA钢需要更高的退火温度，以确保其完全结晶。

使用固体加固和微型合金方法是可行的，实际产量强度范围为280〜550MPa（40〜80ksi）。 弯曲之比，即屈服强度与拉伸强度的比率相似。 与普通的碳钢类似，这些钢也具有烘烤和硬化的特征。

9.5两相钢

双相钢的独特性是其连续变形的屈服行为，因为垫子素在塑性变形过程中是错误的连续源。 在屈服过程中，大多数其他低碳钢变形过程的强度增加，而扁平或温暖滚动位置的根本原因则需要连续的屈服变形。 在许多形成操作中，我不想有一个产量点，因为在编队过程中，将形成Luders带（图15）（图15）以损害表面质量。

▲图15在表面上拉伸零件形成妊娠纹

（辐射线）

两相钢退火包括在山口或两个相区域（铁体，奥氏体）中加热绝缘材料，随后的一些澳大利亚变化为Mazylos中马氏体高强度。 抗拉强度。 为了促进澳大利亚人向交配的过渡，有必要根据冷却速度来控制降低性的临界水平。 低淬火钢（减少钢或钼和铬的锰的含量）可以承受高冷却速度（图16）。 这些钢通常在亚洲旺区（通常<5分钟）迅速冷却，其最终的微静脉是马氏体，在铁体基质上的体积得分为10％至20％。 连续退火过程非常适合生产双相钢板。

▲图16从亚洲温度的温度开始，温度的冷却速度

形成双相钢所需的锰的质量评分的效果

AVITRUM温度曲线的连续抗火线确定了双相钢的多种类型。 低淬灭钢的最经济方法是Yamin退火温度的直接水淬火温度，然后进行OFF --Time处理以点燃Martensite。 对于高量化的双相钢（高锰和钼含量），可以产生低温气体，并用于使用较低的温度。 完全可以通过退火和淬火来获得完整的马来西亚钢。 通常通过添加硼来促进Mimaugery的转化。

9.6薄片钢

细钢与冷钢板不同。 主要区别是前者更薄，厚度为0.13〜0.38mm

（0.005〜0.015英寸）此外，为了达到耐腐蚀性的影响，通常有必要覆盖薄薄的少量氧化锡或氧化铬涂层。 用于产生单个压力延伸锡薄钢板的生产过程类似于冷钢板，并且在腌制，冷变形，退火和热滚动卷的表面上也滚动。 二级压力扩展产物具有冷滚动和退火的30％至40％的变形体积（此步骤而不是表面滚动）。 带有吨位的薄钢块使用退火循环，大量的薄片钢连续退火（当前的薄钢比薄板更连续退火）。

由于传统的薄件钢生产设备与木板设备分开，并且这些产品的应用与冷滚动板不同，因此单独定义了稀薄的钢抗替补剂获得的机械性能。

表5给出了一系列状态定义。

表5频繁的钢铁产品状态定义

传统的Magou铁（镀锡薄钢板）连续退火线包括在650〜700°C（1200〜1300℉）下进行绝缘，然后缓慢喷涂并冷却。 T4（Lowl的硬度为61hr30t）和铝制decapyllar碳钢的T5（长袍硬度为65hr30t）在这些线上产生。

当T2（53HR30T）和T3（57HR30T）在连续火线上恢复时，有必要控制某些化学元素并改变过程。 最佳碳的质量得分为0.02％〜0.07％； 总氮质量评分小于0.003％； 热卷温度低于630°C（1165℉），以防止存在大碳化物的耐腐蚀性。 冷却从700°C（1300°F）[40〜70°/s（70〜125f/s）]，然后在400〜450°C（750〜840℉）下进行快速冷却，以保持60s的过度效果，这可以减少溶解。 碳浓度和硬度。 此外，您可以使用高速喷射冷却系统来实现快速冷却。

增强的表面清洁度可以改善硬度分布和耐腐蚀性。 Horsakuton铁比周期性退火更有优势，后者可以防止富含碳-rich和锰引起的表面缺陷。

9.7歌曲卷

松卷退火是在间歇性炉中进行的，包括松开冷滚动卷，以使连续层之间有一个自由空间，这使可控的气氛可以进入间隙，并获得更快，更均匀的加热速度比紧密包裹的卷。 和冷却速度。 此外，控制氢含量和大气露点可以建立脱炭退火条件。 钢的碳含量可以减少到搪瓷钢和电钢的较低水平。

退火的体积是在垂直芯杆上进行的。 卷之间有一个开口，在每一层之间插入一个扭曲的隔离垫。 在退火过程中保留这些垫子，然后从炉子上取钢卷时卸下垫子。 然后重新滚动钢卷，以准备硬卷。

10钢锻造的内部化

退火进行钢锻造的目的通常有助于随后的加工，通常是机器加工或冷的形成。 The type of annealing is determined according to the processing and cold shaped types involved, and the amount of processing and material types are determined. For some processes, the requirements must be ballized organizations; and for other technologies, ballization organizations may not be necessary or even unwilling.

10.1 Improve the annealing of the cutting performance of forging

In many cases, low -carbon steel forging organizations that are suitable for cutting processing can be obtained through the following process processing: the forging part is directly moved to the furnace where the temperature is properly transformed, and the auscles are complete Change and cool in空气。 In this process, the effective Avascular body temperature is the final forging temperature, not the beginning of forging temperature. This process can generate a uniform and reasonable microstrip organization that can be uniform and reasonable. However, because the cooling speed of some parts of the forged parts is faster than other parts, the difference in the final forging temperature will cause inconsistency of micro -tissue. This heat treatment process usually does not produce ballization tissues, unless it is a high -alloy steel containing a large amount of carbide forming elements. However, if the film -like tissue is suitable for subsequent processing, the heat treatment process can minimize electricity consumption and reduce costs due to the reduction of process and processing time.

In many cases, when the subsequent processing of the product requires more uniform hardness, the forging part can be annealing on the forged parts, and heated to the AE1 point 10 ~ 20 ° C (20 ~ 40 ° F). Determine the degree of softening), and then cool in air (or equivalent medium). It should be noted that the temperature must be lower than the AE1 point to prevent the formation of the Alex, and it also requires a lower cooling speed.

For high -carbon steel forging containing or without significant alloy elements, it is suitable for high -speed cutting processing. Sometimes the high -carbon steel forg can be transferred directly to the furnace to change as a preparation step for annealing. At the same time, this is also a way to prevent deep hardening steel parts from cracking possibilities, but it is difficult to obtain satisfactory performance. Most high -carbon steel forgion is carried out in intermittent or continuous pushing furnaces. 52100 steel ballized thermal treatment process in the typical interval furnace is as follows:

1) At 790 ° C (1450 ℉), the ainerization and thermal insulation at least 2h, and the cooling speed of 17 ° C/h (30 ℉/s) is cold to 595 ℃ (1100 ℉), and then it is寒冷的。

2) At 790 ° C (1450 ° F), auscularization and insulation at least 2h, fast cold to 750 ℃ ​​(1380 ℉), and then cooled at 6 ° C/h (10 ℉/s) to 675 ℃ (1250 (1250 (1250 ℉), then cold.

3) At 790 ° C (1450F), auscularization and thermal insulation at least 2h, fast cold to 690 ° C (1275 ℉), and then maintain 16h at the temperature for a temperature transition, and then cold.

In all cases, the workpiece must be distributed to improve the heating and cooling uniformity; the circulating fan must be assisted in the furnace to obtain a uniform hardness and micro -tissue.

Typical steel forging containers include 5-6 areas. In the next part, an example of a specific ballistic annealing treatment will be given.

10.2 The annealing of cold forming and re -forming forging

If a steel forged or rough need to be processed further, soften to strengthen its plastic forming performance. Generally speaking, the use of this annealing process is only the need for forming processes, that is, in order to obtain satisfactory dimensions, mechanical properties, and knife life, and prevent cracking and stratification. Although many intermediate annealing treatment has been successfully carried out, parts with ballized micro -tissue, especially high -carbon steel parts, have the best cold shape effect.

In a factory, 5160 steel and 52100 steel successfully pushed the ball in ordinary 6 districts. In this heat treatment process, the temperature of the 6 districts is 750 ° C (1380 ° F), 750 ℃ ​​(1380 ° F), 705 ° C (1300 ° F), 695 ℃ (1280 ° F), 695 ° C (1280 ° (1280 ° (1280 ° (1280 °) F) and 680 ° C (1260 ° F). The stay in each area is 150min. The hardness of the 5160 steel forging is 170 ~ 190HB, and the hardness of the 52100 steel forging is 175 ~ 195HB. Both are suitable for cold stamping and temperature stamping processing.

In another cold -shaped factory, 15B35 steel, see Figure 17 A), the process in a continuous roller stove or cover furnace mainly depends on the deformation of the cold forged operation.连续炉是2区炉型，温度分别为750℃ (1380°F) 和695℃ (1280℉）， 在每区的退火时间为90~120min, 然后零件进入一水冷冷却床并在约260℃ ( 500 ，) Out of this furnace, you can only obtain some ballization tissues in this furnace (Figure 3-43B). If you need to get close to a fully globalized organization, see Figure 17 C), you can use a hood. A typical annealing cycle is: 4500kg (100001B) workpieces at 760 ° C (1400 ° F) are kept 8h, and then slowed down to 675 ° C (1250 ℉) and then quickly cooled.

▲ Figure 17 15B35 Steel Micro Organization

a) Standard hot -rolled state, micro -tissue is block

Swipe bead light body, hardness is 87-88HRB

b) Anesthesia in a continuous furnace to get part of the ball

Organization, hardness is 81 ~ 82HRB

c) Get close to the entire global in the cover furnace

Organization, hardness is 77 ~ 78HRB

A heat treatment plant adopts a improved process on the cover furnace. The workpiece of 14000kg (31000LB) will be kept at 765 ° C for 24h, and the furnace cools to 675 ° C (1250 ℉). At the temperature of 16h, it is quickly cooled.

Low -carbon steel is heated to close to A1 and then cooled at the control speed to 675 ° C (1250 ° F). After processing, it can usually be successfully cooled. In a factory, 5120 steel slowly cooled down at 745 ° C (1375 ℉) after annealing for 1 to 2H, and it was successfully cooled. A large number of 1008, 1513, 1524, 8620, and 8720 steel passed 720 ° C (1325 ° F) to heat the 1 ~ 6h and then slowly cool down. The degree of forming and deformation, the history of the processing of steel and parts determines the type of annealing. Intermittent furnaces, continuous pushing furnaces, and continuous mesh furnaces are successfully used for low -carbon steel.

Any parts have a large stress caused by cold shaped or stamping processes, so some dehuminating treatment should be performed. The de -stress treatment is generally controlling time -the whole process (cycle) of the temperature (cycle), and slightly decreases hardness. These annealing processes are generally 1h and the temperature is 425 ~ 675 ° C (800 ~ 1250 ° F).

10.3 Antuction Obtaining Pearl Light Tower

For forging, especially ordinary carbon steel forgings and alloy high -carbon steel forging, in order to facilitate subsequent processes, priority is preferentially selected for temperature degeneration. For steel, it is inductive quenching. For example, the distribution of carbides in the fine -like pearl light bodies provides good preparation for local quenching optimization control, and can obtain a reasonable core structure of machine processing.

Temperatures can be made in the intermittent furnace or continuous furnace to obtain a fine piece of pearl light. However, relatively slowly cooling down the fire, waiting for temperature to ignite more stricter temperature control and uniformity, because it is necessary to obtain a special micro -tissue and hardness level. In a factory, the continuous mesh furnace is used for the temperature annealing of the equivalent of 1070 steel forging. The forging parts are evenly heated for 30 minutes at 845 ° C (1550 ℉), cooled to 675 ° C (1250 ° F) and kept for 20min, and then quickly cooled. Micro -tissue is basically fine -like pearl light, with hardness of 19 ~ 228HBW. Hardness and tissue can be adjusted by adjusting the humidity.

11 Wire and Baseball Eneimer

Important strips, rods, and wire can be reduced after heat treatment, and prepare for subsequent cold processing or machine processing. For low -carbon steel (the mass score of carbon steel ≤0.20%), the short -term Awen annealing can be the later stage as the later period. Cold processing is fully prepared. When steel contains higher bumps and alloy elements, ballization treatment is required to obtain the best plasticity. Most of the carbon steel and alloy steel dishes can be successfully treated globally. When the periodic annealing, it is good to use a higher temperature than conventional annealing [such as 650 ° C (1200 ℉)], because higher heating temperature can reduce the temperature gradient between A1 ~ A3 in the subsequent heating temperature of the workpiece. The use of higher temperatures can also increase the gathering of carbides in steel. When the temperature of the workpiece is increased, the carbide can hinder the dissolving of the austenitic. When the transition is completed, these unsolved carbides are conducive to forming a ballized tissue.

The temperature distribution of internal and workpieces is an important factor in obtaining good and consistent ballization quality. The distribution and control in the intermittent furnace and vacuum furnace are more stringent. The quality of the workpiece that can be treated is as high as 27T, and the quality of the workpiece that can be treated with continuous oven can be transferred from one district to another. During the annealing process, testing the thermocouple should be placed in important workpieces, middle, and bottom. In the ballization processing, it should be reduced to form pearls when cooling. It is very important to ensure that the temperature of any parts must not be close to A3 points in the entire load. On the contrary, if the temperature of the thermocouple is slightly higher than that of A1 and the temperature control is not accurate, the temperature may occur than A1 and cannot be athhetic.

Table 6 gives a typical mechanical properties after the annealing of ordinary carbon steel ballization. The recommendation temperature and time of the Assembly alloy steel sheet and ball -shaped annealing are the previous Table 3.

▼ Table 6 A typical mechanical performance after the annealing of ordinary carbon steel ballization

Previous cold processing can increase the degree of ballization and increase the plasticity of the material. For example, the rolling state of the 4037 steel ball -to -tension anti -tensile strength is approximately 515MPa (75KSI). If the material (20%deformation) is pulled first. Ballization annealing (referred to as inter -process ballization annealing). The final tensile strength is approximately 470MPa (68KSI).

Although the previous cold processing promotes annealing response, it must be careful that the quality score of carbon is 0.20%or lower cold processing ordinary carbon steel for ballistic annealing. Unless at least 20%of contraction and deformation are used, severe rough grains will be observed after ballization processing. Such grain roughness is the result of a key combination of specific steel strain and annealing temperature, which may seriously damage the subsequent performance.

In the steel wire industry, a variety of procedures are used for coils, which can obtain a combination of forming performance, stretching performance, or these performances suitable for subsequent processing. A large wire factory claims that the current 42 annealing process is used, most of which are the result of the compromise between actual problems and performance optimization. For example, sometimes the temperature used is lower than these temperatures, so that the steel wire is properly softened and prevents steel wire rolls from generating oxidation (even oxidation in the controllable atmosphere). Timely mild oxidation can also be wrapped and sticky by the steel wire coils, which will hinder the recycling curling of the wire in the subsequent operation.

In the steel wire industry, some of the term used to describe the annealing between processes are common, and some other terms are developed from some specific factories. Do not try to list or define all the specific craft names one by one here.

In the stick and wire industry, Lynden's processing and annealing method are unique. This process is generally used for medium -carbon steel and high -carbon steel. The unwanted sticks and wires become Ao's bodyized state, and then quickly cooled from the A3 point in the melting medium (usually a melting lead bath like 540 ° C (1000 ℉)). 身体组织。 Use a salt bath and a darning bed to achieve the purpose. This processing greatly increases the subsequent cold extension deformation and can produce high -strength wires. If you need to use continuous extraction and dealership processing steps to obtain the expected size and strength.

It can be completed in the oil heating furnace, gas furnace, and electric furnace. It can also be performed in high -temperature lead or salt bath, or heating through induction and direct resistance. As a alternative to lead quenching, it can generally be used for continuous gas. Compared with lead, the cost of coldness is low, but it will produce coarse -type beaded bodies and more first analyzed ferrite. From the perspective of the high -intensity steel wire, these organizations are not desirable.

12 The fire and annealing of plates and pipes

Occasionally annealing on board products, the purpose is to facilitate forming or cutting processing. The plate is generally annealing with Yamin, and avoiding annealing for a long time. It is a big problem to maintain a sufficient flatness when annealing on the large plate.

The pipe products called mechanical oil pipes are widely used in various occasions, and their processing contains cutting and forming processing. For the face of various levels of steel products, annealing is a routine treatment. The vast majority of the annealing use of Yamaton has a short -term annealing, thereby reducing the hardness to the expected level. High -carbon steel, such as 52100, is generally performed by ballization to facilitate cutting processing. The steel pipe products in the steel pipe factory are rarely annealing. These products are generally used in rolling, positive fire or quenching and fire.

13 fast cycle annealing

The entire annealing process consists of three stages: heating, heat preservation and cooling. According to the size and change of workpieces, there may be additional thermal insulation sections. Although the modern editable program controller and the online control system have made significant progress, the minimum number of paragraphs in the heat treatment process has not changed. During the process of heat treatment, these modern control systems enable a large number of control segments.

It has been proven that it is possible to accelerate the dynamic transformation with a controllable circular segment instead of traditional thermal warming sections. In the process of circulating heat treatment, this acceleration phase change has been found during various solid phase changes, including re -crystallization, grain grown, temperature quenching and steel ballization. Compared with the traditional temperature process, see Figure 18 A). The phase of the circulating process is performed within a very narrow temperature range, and the temperature circulates in a controllable manner between high temperature and low temperature, as shown in Figure 18 b). This accelerated transition dynamics during the circular heat treatment has reduced energy consumption and increased the capacity of these operations as a novel way.

▲ Figure 16 The conventional annealing process and cycle annealing process

a) Routine annealing with an equivalent warming section

b) The insulation section of circulating annealing is controlled

Frequency and amplitude fluctuations

During the recycling of aluminum decorative steel, the grain grows, and the annealing at a temperature between 75 ~ 120 ° C (250 ° F) is performed. /分钟）。 Compared with the maximum temperature limit, the circulation annealing has accelerated the growth of grains, which may reduce the annealing time by 15%, and at the same time, the energy consumption is reduced by 20%.

It should be pointed out that during the circulation annealing process, the cycle frequency significantly affects transition dynamics. In addition, the optimal amplitude and frequency of the existence are available, so that the transition speed is the highest. Similar phenomena can also be observed during the cold -rolled steel and the crystallization. In the above -mentioned work, these results can be modeled and explained on the basis of the additional non -thermal group element speed equation.

The thermal simulation test machine test accurately studied the bearer transformation dynamics. Compared with the traditional equivalent quenching, the temperature quenching process of the cycle accelerated the transformation power, and the time saved up to 80%. Some people have found that the circular ballization antifien treatment of China Carbon Steel uses the temperature of about AC3 will accelerate the speed of ballization.

The acceleration of the circulating process is due to the non -equal temperature transition generated by heating speed and temperature reversal. It can be assumed that under the effect of additional thermal excitement, additional non -equivalent inspiration during the circulation antimony is effective, and it is effective to grow up. As the heating rate increases its amount, the amount is increased. However, in the circular annealing, the acceleration has been modeling. The foundation of modeling is the non -linear -driven sub -stable state that escapes the damping Brown particles after the heat activation. This will cause additional non-temperature group elements, and press (Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov) in the dynamic model ( The additional non -equivalent inspiration to the non -equal equation is right and wrong.

The accelerated transformation power during the circulation annealing process can be effectively used. The method is to replace the constant temperature insulation with the controllable circular fluctuation temperature below the temperature. The transformation of the acceleration in the circular processing will shorten the entire annealing process cycle. As a result, the productivity is increased, because the shortening of the entire process cycle and the decrease in the temperature in the furnace have achieved a reduction in energy consumption. The cycle annealing advantages under the test room conditions are quantified to increase the productivity by 10%to 15%, and the energy consumption is reduced by 15%to 20%. It must be pointed out that the circular annealing process is suitable for small thickness and shape parts. For example, it is easy to achieve continuous annealing of thin plates and pipes. However, because wall thicknesses such as billets, rods, and surrender of weekly, there are heat inertia, and the heat (fluctuation) cycle may not be very effective. This work emphasizes the importance of nonlinear transformation dynamics. (Article Source: Changzhou Precision Steel Pipe Blog Network)