再结晶退火工艺优化策略

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：图2-19为再结晶退火工艺曲线。对于冷拉、冷冲及冷镦等加工方式，常用的再结晶退火温度为Ac1以下10～20℃。低碳钢的再结晶温度为450～650℃。Q215、Q235钢的再结晶退火工艺为：加热到660～700℃，保温2～3h，炉冷至550℃出炉。对于wC<0.2%的普通碳，在冷变形时临界变形量若达到6%～15%，则再结晶退火后易出现粗晶，故应避免在此范围内进行冷变形加工。

金属在冷变形加工中，随着形变量的加大，硬度迅速升高，塑性剧烈下降，即产生加工硬化现象，如果继续形变，钢材便有开裂或脆断的危险。此时，必须进行工序间的退火(即中间退火)。在随后的加热过程中，随着温度的升高，组织和性能有恢复到冷形变前状况的趋势，如图2-18所示。因此，为了消除冷变形后材料内部的应力、降低硬度、恢复塑性，为后续的冷变形加工顺利进行，应进行再结晶退火处理。

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图2-17　5CrNiMo钢锻件预防白点退火新工艺

再结晶退火是指经冷塑性变形加工的工件加热到再结晶温度以上，保持适当时间，通过再结晶使冷变形过程中产生的晶体学缺陷基本消除，重新形成均匀的等轴晶粒，以消除形变强化效应(加工硬化)和残余应力的退火。图2-19为再结晶退火工艺曲线。

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图2-18　冷加工变形量和退火温度对金属组织和性能影响示意

1—硬度；2—抗拉强度；3—屈服强度；4—内应力；5—延伸率；6—断面收缩率；7—再结晶晶粒大小

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图2-19　再结晶退火工艺曲线

再结晶退火主要用于低碳钢、硅钢薄板、有色金属和各种冷加工的板、管、型、丝和带等金属制品，可作为冷变形材料半成品的中间退火，也可作为成品的最终热处理。

再结晶加热温度：T>TR＋(150～250)℃　(TR≈0.4～0.5TM，TM为熔点)，一般钢材再结晶退火温度在600～700℃，保温1～3h，空冷。

对于冷拉、冷冲及冷镦等加工方式，常用的再结晶退火温度为Ac1以下10～20℃。当冷锯、冷剪后需恢复加工面塑性时，可在低于Ac1较多的温度(常用600～650℃)下进行中间退火。在钢丝及其他以冷拉状态交货的钢材生产中，最后一道冷拉前的再结晶退火还具有为控制成品性能准备条件的作用，所用温度应与最后冷拉时的变形量一起考虑，以达到产品的性能要求。

低碳钢(wC<0.1%～0.2%)的再结晶温度为450～650℃。随着碳含量及合金元素数量的增加，再结晶温度不断升高，当超过Ac1温度时，将发生相变重结晶。对此，可采用低于Ac1温度的软化退火来降低冷变形材料的硬度。低碳钢在冷轧、冷拉、冷冲等加工后的再结晶退火温度常取650～700℃。Q215、Q235钢的再结晶退火工艺为：加热到660～700℃，保温2～3h，炉冷至550℃出炉。对于wC<0.2%的普通碳，在冷变形时临界变形量若达到6%～15%，则再结晶退火后易出现粗晶，故应避免在此范围内进行冷变形加工。

经冷塑性变形加工的高速钢毛坯，如冷拉线材、冷挤压的高速钢螺纹刀具等，为消除冷作硬化，再结晶退火工艺为：加热到750～780℃，保温4～6h，炉冷到500℃，出炉空冷。

再结晶退火工艺优化策略

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