再結晶退火
| 再結晶退火 |
再結晶退火（recrystallization annealing）是將經過冷變形加工的工件加熱至再結晶溫度以上，保溫一定時間後冷卻，使工件發生再結晶，從而消除加工硬化的工藝。這種退火一般只需制定最高加熱溫度和保溫時間，加熱和冷卻速度可以不考慮。這種退火的特點為組織和性能是單向不可逆變化。
目錄
簡介
再結晶退火是經冷形變後的金屬加熱到再結晶溫度以上，保持適當時間，使形變晶粒重新結晶成均勻的等軸晶粒，以消除形變強化和殘餘應力的熱處理工藝。再結晶退火退火是以恢復和再結晶現象為基礎，對冷變形純金屬和沒有相變的合金，為了恢復它們的塑性而進行的退火。再結晶退火過程中由於恢復和再結晶的結果，內應力消除，顯微組織由冷變形的纖維組織轉變成細的晶粒狀組織，因而金屬的強度降低，塑性提高，恢復了塑性變形能力。再結晶退火退火的特點是組織和性能的變化不可逆，只能向平衡的方向轉變。再結晶退火溫度主要由再結晶溫度和工藝性能的要求決定。在再結晶溫度以下退火，只能發生恢復過程，除了消除一部分內應力外，冷作(加工)硬化效應大部分被保留，金屬的強度降低很少，塑性回復不大。這種退火適於生產半硬製品，叫做「第一類低溫退火」。如果退火溫度高於再結晶溫度，再結晶過程得以充分進行，金屬的強度顯著降低，塑性顯著提高，這種退火適於進一步變形或生產軟製品，叫做「第一類高溫退火」。第一類退火的溫度規程比較簡單，只需標明最高加熱溫度和保溫時間，加熱速度和冷卻速度影響不大，除了特殊情況外，一般可以不加考慮。鑄錠或鑄件的均勻化退火，目的是消除成分和組織的不均勻性，是單向不可逆變化，按其特點，也屬於第一類退火。
評價
這種退火是以合金中的相變或重再結晶現象為基礎的，目的是得到平衡組織或改善產品的晶粒組織，與上述再結晶退火不同，其組織和性能是由相變引起的，是可逆的，只要進行適當的加熱或冷卻，不進行冷加工變形即可重複得到所需的組織和性能。重再結晶退火溫度是由狀態圖或相變溫度來決定的，一般約高於相變溫度30～50℃，制定退火制度時除考慮加熱溫度和保溫時間外，還要規定加熱和冷卻速度，尤其是冷卻速度對組織性能的影響大，冷卻速度必須極其緩慢。這是指出廠前的最後一次退火二如生產軟狀態的產品，可在再結晶溫度以上進行退火，這種退火稱為「高溫退火」。其退火制度可以與中間退火制度基本相同。如生產半硬狀態的產品，則在再結晶開始和終了溫度之間進行退火，以得到強度較高和塑性較低並符合性能要求的半硬產品，這種退火稱為「低溫退火」。還有一種在再結晶溫度以下進行的退火，目的是利用回復現象消除產品的內應力，並獲得半硬產品，稱為「去應力退火」當前，國內生產實踐中，特別是有些大型的老牌企業，退火設備依然採用箱式電阻爐或箱式油、氣爐，裝爐量大，升溫速度慢。在升溫過程中，爐料溫差大。這對再結晶退火來說，產生了一個比較嚴重的問題：料溫高的可能已經開始再結晶，而料溫較低的仍處於回復階段，尚未產生再結晶核心。當較低溫度的爐料升至再結晶溫度，開始再結晶時，較高溫度下的爐料，已經完成再結晶，並可能發生二次長大。因此當所有爐料完成再結晶時，處於最先結晶並發生長大的爐料，出現了巨大的再結晶晶粒組織，嚴重地影響了材料的組織性能，特別是對某些易發生聚集再結晶的合金，最容易出現二次長大的大晶粒組織。為此，設備製造人員改進爐型結構，合理布局加熱氣流；增大風壓，提高氣流速度；調整裝料方式，均勻爐內溫度場，藉以縮小爐料溫差，減小再結晶晶粒尺寸。這能收到一定效果，但不能從根本上解決問題。如航空導管用3A21合金Φ10mm×1 mm管材、汽車散熱器用3A21、3003合金小型薄壁管材等採用固定式箱式爐退火，其再結晶晶粒大小和均性差異甚大，有的晶粒達5級以上，有的晶粒卻只有1級左右，遠遠滿足不了使用要求。[1]