去应力退火的效果及方法详解

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：为了不使去应力退火后冷却时再发生附加残余应力，应缓冷到500℃以下出炉空冷。去应力退火的温度，一般应比最后一次回火温度低20～30℃，以免降低硬度及力学性能。常见的去应力退火的应用及工艺如下。在使用中每次修磨之后进行去应力退火，可提高刀具的使用寿命。铁基及镍基耐热合金的去应力退火温度常选680～900℃。与奥氏体不锈钢的情况相似，耐热合金去应力退火时需注意抗氧化性及高温强度降低的问题。

去应力退火是为去除工件塑性变形加工、切削加工或焊接造成的内应力及铸件内存在的残余应力而进行的退火，其工艺曲线如图2-20所示。

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图2-20　钢材去应力退火工艺曲线

去应力退火工艺应用广泛，如热锻轧、铸造、各种冷变形加工、切削或切割、焊接、热处理，甚至机器零部件装配后。在不改变组织状态、保留冷作与热作或表面硬化的条件下，对钢材或机器零部件进行较低温度的加热，以去除内应力，减小畸变、开裂倾向的工艺，都可称为去应力退火。

去应力退火工艺：加热温度<A1，钢铁材料一般在550～650℃，热作模具钢及高合金钢在650～750℃。

加热速度为100～150℃/h。

保温时间按3～5min/mm计算。

冷却速度为50～100℃/h。为了不使去应力退火后冷却时再发生附加残余应力，应缓冷到500℃以下出炉空冷。大截面工件需缓冷到300℃以下出炉空冷。

去应力退火的温度，一般应比最后一次回火温度低20～30℃，以免降低硬度及力学性能。对薄壁工件、易畸变的焊接件，退火温度应低于下限。

常见的去应力退火的应用及工艺如下。

1)热锻轧材及热处理工件的去应力退火

(1)低碳结构钢热锻轧后，如果硬度不高，适于切削加工，则可不进行正火，但应在500℃左右进行去应力退火。

(2)中碳结构钢为避免调质时的淬火畸变，需在切削加工或最终热处理之前进行500～650℃的去应力退火，加热时间以透烧为准，之后的冷却不宜过快，以免产生新的应力。

(3)合金钢及尺寸较大的工件应选用较高的温度，且对于切削加工量大、形状复杂而要求严格的刀具、模具等，在粗加工与半精加工之间，淬火之前常进行600～700℃、2～4h的去应力退火。

(4)刀具在最终精磨过程中，可进行一次低于(或等于)回火温度的去应力退火，以避免开裂。在使用中每次修磨之后进行去应力退火，可提高刀具的使用寿命。

(5)需要渗氮的精密耐磨零件，应在调质处理及最终磨削加工后，进行一次低于调质温度的去应力退火，以防止零件在渗氮时的畸变。

(6)热处理后性能不足(如淬火硬度不足)的重要工件或工具，在重新淬火之前也需要进行去应力退火，以减小淬火畸变与开裂倾向。

2)冷变形钢材的去应力退火

轧薄钢板、钢带、拉拔钢材及索氏体化处理的钢丝等，在制作某些较小工件(如弹簧等)时，应进行去应力退火，以防止制成成品后因应力状态改变而产生畸变。常用退火温度一般为250～350℃，此时还可以产生时效作用，使强度有所提高。

3)非铁金属和耐热合金的去应力退火

铝合金去应力退火温度常选150～200℃，铜合金为200～350℃，保温时间均为1h左右。铁基及镍基耐热合金的去应力退火温度常选680～900℃。与奥氏体不锈钢的情况相似，耐热合金去应力退火时需注意抗氧化性及高温强度降低的问题。不少耐热合金因在上述温度范围内产生时效，而常采用高温短时加热的退火工艺。

去应力退火的效果及方法详解

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