连续退火基础

热处理基础：退火-淬火-回火一．退火的种类1．完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。

一般常作为一些不重工件的最终热处...一．退火的种类1．完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。

一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。

『::好就好::中国权威模具网』2．球化退火球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。

其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。

3．去应力退火去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。

如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

二．淬火时，最常用的冷却介质是盐水，水和油。

盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。

而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。

『::好就好::中国权威模具网』三．钢回火的目的1．降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。

2．获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性，塑性。

3．稳定工件尺寸4．对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。

一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。

6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。

7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。

8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。

9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。

习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。

中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。

低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。

调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。

它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。

11、钎焊：用钎料将两种工件加热融化粘合在一起的热处理工艺。

将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却）的热处理工艺叫做退火。

退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。

退火的目的：（1）降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工。

（2）均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备。

（3）消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。

退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。

常用的退火方法，按加热温度分为：临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火。

临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火。

1、完全退火工艺：将钢加热到Ac3以上20~30℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全奥氏体化）。

完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。

低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上奥氏体状态缓慢冷却退火时，Fe3CⅡ会以网状沿晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。

目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。

亚共析钢完全退火后的组织为F+P。

实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。

2、等温退火完全退火需要的时间长，尤其是过冷奥氏体化比较稳定的合金钢。

如将奥氏体化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。

工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使奥氏体转变为珠光体，然后空冷至室温的热处理工艺。

目的：与完全退火相同，转变较易控制。

正火退火回火淬火机械基础本帖最后由旺旺狸于 2011-1-2 22:00 编辑正火正火,又称常化,是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50?,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水,喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺:正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快,因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能也有所提高:另外,正火炉外冷却不占用设备,生产率较高,因此生产中尽可能采用正火来代替退火: 正火的主要应用范围有:?用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理:?用于中碳钢,可代替调质处理作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理:?用于工具钢,轴承钢,渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织:?用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能:?用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向:?用于球墨铸铁,使硬度,强度,耐磨性得到提高,如用于制造汽车,拖拉机,柴油机的曲轴,连杆等重要零件: ?过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,以保证球化退火时渗碳体全部球粒化: 退火退火 :将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却,有时是控制冷却)的一种金属热处理[1]工艺:目的是使经过铸造,锻轧,焊接或切削加工的材料或工件软化,改善塑性和韧性,使化学成分均匀化,去除残余应力,或得到预期的物理性能:退火工艺随目的之不同而有多种,如重结晶退火,等温退火,均匀化退火,球化退火,去除应力退火,再结晶退火,以及稳定化退火,磁场退火等等:1,金属工具使用时因受热而失去原有的硬度:2,把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后,使缓慢冷却:退火可以减低金属硬度和脆性,增加可塑性:也叫焖火: 退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度(退火温度), 大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础(图1):各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度,视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上,Ac1以上或以下的某一温度:各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下,固溶度线温度以上或以下的某一温度:重结晶退火应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金:其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度:加热和冷却都是缓慢的:合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶,故称为重结晶退火,常被简称为退火: 这种退火方法,相当普遍地应用于钢:钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50?,保持适当时间,然后缓慢冷却下来:通过加热过程中发生的珠光体(或者还有先共析的铁素体或渗碳体) 转变为奥氏体(第一回相变重结晶)以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶,形成晶粒较细,片层较厚,组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体):退火温度在Ac3以上(亚共析钢)使钢发生完全的重结晶者,称为完全退火,退火温度在Ac1与Ac3之间 (亚共析钢)或Ac1与Acm之间(过共析钢),使钢发生部分的重结晶者,称为不完全退火:前者主要用于亚共析钢的铸件, 锻轧件,焊件,以消除组织缺陷(如魏氏组织,带状组织等),使组织变细和变均匀,以提高钢件的塑性和韧性:后者主要用于中碳和高碳钢及低合金结构钢的锻轧件:此种锻,轧件若锻,轧后的冷却速度较大时,形成的珠光体较细,硬度较高;若停锻,停轧温度过低,钢件中还有大的内应力:此时可用不完全退火代替完全退火,使珠光体发生重结晶,晶粒变细,同时也降低硬度,消除内应力,改善被切削性:此外,退火温度在Ac1与Acm之间的过共析钢球化退火,也是不完全退火:重结晶退火也用于非铁合金,例如钛合金于加热和冷却时发生同素异构转变,低温为α相(密排六方结构),高温为β相(体心立方结构),其中间是“α+β”两相区,即相变温度区间:为了得到接近平衡的室温稳定组织和细化晶粒,也进行重结晶退火,即缓慢加热到高于相变温度区间不多的温度,保温适当时间,使合金转变为β相的细小晶粒;然后缓慢冷却下来,使β相再转变为α相或α+β两相的细小晶粒:等温退火应用于钢和某些非铁合金如钛合金的一种控制冷却的退火方法:对钢来说,是缓慢加热到 Ac3(亚共析钢)或 Ac1(共析钢和过共析钢)以上不多的温度,保温一段时间,使钢奥氏体化,然后迅速移入温度在A1以下不多的另一炉内,等温保持直到奥氏体全部转变为片层状珠光体(亚共析钢还有先共析铁素体;过共析钢还有先共析渗碳体)为止,最后以任意速度冷却下来(通常是出炉在空气中冷却):等温保持的大致温度范围在所处理钢种的等温转变图上A1至珠光体转变鼻尖温度这一区间之内(见过冷奥氏体转变图);具体温度和时间,主要根据退火后所要求的硬度来确定(图2):等温温度不可过低或过高,过低则退火后硬度偏高;过高则等温保持时间需要延长:钢的等温退火的目的,与重结晶退火基本相同,但工艺操作和所需设备都比较复杂, 所以通常主要是应用于过冷奥氏体在珠光体型相变温度区间转变相当缓慢的合金钢:后者若采用重结晶退火方法,往往需要数十小时,很不经济;采用等温退火则能大大缩短生产周期,并能使整个工件获得更为均匀的组织和性能:等温退火也可在钢的热加工的不同阶段来用:例如,若让空冷淬硬性合金钢由高温空冷到室温时, 当心部转变为马氏体之时,在已发生了马氏体相变的外层就会出现裂纹;若将该类钢的热钢锭或钢坯在冷却过程中放入700?左右的等温炉内,保持等温直到珠光体相变完成后,再出炉空冷,则可免生裂纹:含β相稳定化元素较高的钛合金,其β相相当稳定,容易被过冷:过冷的β相,其等温转变动力学曲线(图3)与钢的过冷奥氏体等温转变图相似:为了缩短重结晶退火的生产周期并获得更细,更均匀的组织,亦可采用等温退火:均匀化退火亦称扩散退火:应用于钢及非铁合金(如锡青铜,硅青铜,白铜,镁合金等)的铸锭或铸件的一种退火方法:将铸锭或铸件加热到各该合金的固相线温度以下的某一较高温度,长时间保温,然后缓慢冷却下来:均匀化退火是使合金中的元素发生固态扩散,来减轻化学成分不均匀性(偏析), 主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性(晶内偏析或称枝晶偏析):均匀化退火温度所以如此之高,是为了加快合金元素扩散,尽可能缩短保温时间:合金钢的均匀化退火温度远高于Ac3,通常是1050~1200?:非铁合金锭进行均匀化退火的温度一般是“0.95×固相线温度(K)”,均匀化退火因加热温度高,保温时间长,所以热能消耗量大: 球化退火只应用于钢的一种退火方法:将钢加热到稍低于或稍高于Ac1的温度或者使温度在A1上下周期变化,然后缓冷下来:目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状,均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体):具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低,被切削性好,冷形变能力大:对工具钢来说,这种组织是淬火前最好的原始组织: 球化退火的具体工艺(图4)有:?普通(缓冷)球化退火(图4a),缓冷适用于多数钢种,尤其是装炉量大时,操作比较方便,但生产周期长;?等温球化退火(图4b),适用于多数钢种,特别是难于球化的钢以及球化质量要求高的钢(如滚动轴承钢);其生产周期比普通球化退火短,不过需要有能够控制共析转变前冷却速率的炉子;?周期球化退火(图4c),适用于原始组织为片层状珠光体组织的钢,其生产周期也比普通球化退火短,不过在设备装炉量大的条件下,很难按控制要求改变温度,故在生产中未广泛采用;?低温球化退火(图4d),适用于经过冷形变加工的钢以及淬火硬化过的钢(后者通常称为高温软化回火);?形变球化退火,形变加工对球化有加速作用,将形变加工与球化结合起来,可缩短球化时间:它适用于冷,热形变成形的钢件和钢材(如带材)(图4e是在Acm或Ac3与Ac1之间进行短时间,大形变量的热形变加工者;图4f是在常温先予以形变加工者;图4g是利用锻造余热进行球化者):再结晶退火应用于经过冷变形加工的金属及合金的一种退火方法:目的为使金属内部组织变为细小的等轴晶粒,消除形变硬化,恢复金属或合金的塑性和形变能力(回复和再结晶):若欲保持金属或合金表面光亮,则可在可控气氛的炉中或真空炉中进行再结晶退火:去除应力退火铸,锻,焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力,金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力:若内应力较大而未及时予以去除,常导致工件变形甚至形成裂纹:去除应力退火是将工件缓慢加热到较低温度(例如,灰口铸铁是500~550?,钢是500~650?),保温一段时间, 使金属内部发生弛豫,然后缓冷下来:应该指出,去除应力退火并不能将内应力完全去除,而只是部分去除,从而消除它的有害作用:还有一些专用退火方法,如不锈耐酸钢稳定化退火;软磁合金磁场退火;硅钢片氢气退火;可锻铸铁可锻化退火等:--------------------------------------------------------------------------------退火 annealing将工件加热到预定温度,保温一定的时间后缓慢冷却的金属热处理工艺:退火的目的在于:?改善或消除钢铁在铸造,锻压,轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形,开裂:?软化工件以便进行切削加工:?细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能:?为最终热处理(淬火,回火)作好组织准备:常用的退火工艺有:?完全退火:用以细化中,低碳钢经铸造,锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织:将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50?,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细:?球化退火:用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度:将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上 20~40?,保温后缓慢冷却,在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度:?等温退火:用以降低某些镍,铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以进行切削加工:一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度,保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降低:?再结晶退火:用以消除金属线材,薄板在冷拔,冷轧过程中的硬化现象(硬度升高,塑性下降):加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50~150? ,只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化:?石墨化退火:用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁:工艺操作是将铸件加热到950?左右 ,保温一定时间后适当冷却 ,使渗碳体分解形成团絮状石墨:?扩散退火:用以使合金铸件化学成分均匀化,提高其使用性能:方法是在不发生熔化的前提下 ,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷:?去应力退火:用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力:对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100~200?,保温后在空气中冷却,即可消除内应力:退火为了消除塑料制品的内应力或控制结晶过程,将制品加热到适当的温度并保持一定时间,而后慢慢冷却的操作: --------------------------------------------------------------------------------退火 annealing加热使DNA双螺旋解开,在一定的条件下,两条互补的单链依靠彼此的碱基配对重新形成双链DNA的过程,亦即复性过程:热变性的DNA单链在缓慢冷却过程中可以达到很好的退火:退火的两条单链可以来自同一个双链的DNA分子,也可以来自不同的DNA分子:退火是变性的逆转过程,它受温度,时间,DNA浓度,DNA顺序的复杂性等因素的影响:如PCR反应中引物与模板DNA的退火,核酸杂交中探针与被检DNA的退火:--------------------------------------------------------------------------------退火 annealing在半导体技术中也常常采用退火技术:例如:(1)半导体芯片在经过离子注入以后就需要退火:因为往半导体中注入杂质离子时,高能量的入射离子会与半导体晶格上的原子碰撞,使一些晶格原子发生位移,结果造成大量的空位, 将使得注入区中的原子排列混乱或者变成为非晶区,所以在离子注入以后必须把半导体放在一定的温度下进行退火,以恢复晶体的结构和消除缺陷:同时,退火还有激活施主和受主杂质的功能,即把有些处于间隙位置的杂质原子通过退火而让它们进入替代位置:退火的温度一般为200~800C,比热扩散掺杂的温度要低得多: (2)蒸发电极金属以后需要进行退火,使得半导体表面与金属能够形成合金,以接触良好(减小接触电阻):这时的退火温度要选取得稍高于金属-半导体的共熔点(对于Si-Al合金,为570度):回火[编辑本段]钢的回火回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺: 回火一般紧接着淬火进行,其目的是:(a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂;(b)调整工件的硬度,强度,塑性和韧性,达到使用性能要求;(c)稳定组织与尺寸,保证精度;(d)改善和提高加工性能:因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序: 按回火温度范围,回火可分为低温回火,中温回火和高温回火:(1)低温回火工件在250?以下进行的回火:目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织:力学性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性:应用范围:刃具,量具,模具,滚动轴承,渗碳及表面淬火的零件等:(2)中温回火工件在250~500 ?之间进行的回火:目的是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性:回火后得到回火托氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织: 力学性能:35~50HRC,较高的弹性极限,屈服点和一定的韧性:应用范围:弹簧,锻模,冲击工具等:(3)高温回火工件在500?以上进行的回火:目的是得到强度,塑性和韧性都较好的综合力学性能:回火后得到回火索氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物(包括渗碳体)的复相组织: 力学性能:200~350HBS,较好的综合力学性能: 应用范围:广泛用于各种较重要的受力结构件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类零件等: 工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质:调质不仅作最终热处理,也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理:45钢正火和调质后性能比较见下表所示:45钢(φ20mm~φ40mm)正火和调质后性能比较热处理方法力学性能力学性能力学性能力学性能组织σb/Mpa δ×100 Ak/J HBS 正火 700~800 15~20 40~64 163~220 索氏体+铁素体调质 750~850 20~25 64~96 210~250 回火索氏体钢淬火后在300?左右回火时,易产生不可逆回火脆性,为避免它,一般不在250~350? 范围内回火: 含铬,镍,锰等元素的合金钢淬火后在500~650?回火,缓冷易产生可逆回火脆性,为防止它,小零件可采用回火时快冷;大零件可选用含钨或钼的合金钢:淬火钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体[1]化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺: 通常也将铝合金,铜合金,钛合金,钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火: 淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度,硬度,耐磨性,疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求:也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性,耐蚀性等特殊的物理,化学性能:淬火能使钢强化的根本原因是相变,即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织(或贝氏体组织):钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器: 淬火工艺最早的史料记载见于《汉书.王褒传》中的“清水焠其峰”: “淬火”在专业文献上,人们写的是“淬火”,而读起来又称“蘸火”:“蘸火”已成为专业口头交流的习用词,但文献中又看不到它的存在:也就是说,淬火是标准词,人们不读它,“蘸火”是常用词,人们却不写它,这是我国文字中不多见的现象: 淬火是“蘸火”的正词,淬火的古词为蔯火,本义是灭火,引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺”:“蘸火”是冷僻词,属于现代词,是文字改革后出现的产物,“蘸”字本义与淬火无关:“蘸火”本词为“湛火”,“湛”字读音同“蘸”,而其字形又与水,火有关,符合“水与火合为蔯”之意,字义与“淬火”相通:“湛火”为本词,“蘸火”则为假借词:淬火将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺:常用的淬冷介质有盐水,水,矿物油,空气等:淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性,因而广泛用于各种工,模,量具及要求表面耐磨的零件(如齿轮,轧辊,渗碳零件等):通过淬火与不同温度的回火配合,可以大幅度提高金属的强度,韧性及疲劳强度,并可获得这些性能之间的配合(综合机械性能)以满足不同的使用要求: 另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能,如淬火使永磁钢增强其铁磁性,不锈钢提高其耐蚀性等:淬火工艺主要用于钢件:常用的钢在加热到临界温度以上时,原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体:随后将钢浸入水或油中快速冷却,奥氏体即转变为马氏体:与钢中其他组织相比,马氏体硬度最高:钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体,获得高硬度,然后在适当温度下回火,使工件具有预期的性能:淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力,当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂:为此必须选择合适的冷却方法:根据冷却方法,淬火工艺分为单液淬火,双介质淬火,马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类: 淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和检测方法: 淬火工件的硬度影响了淬火的效果:淬火工件一般采用洛氏硬度计,测试HRC硬度:淬火的薄硬钢板和表面淬火工件可测试HRA的硬度:厚度小于0.8mm的淬火钢板,浅层表面淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒,可改用表面洛氏硬度计,测试HRN硬度: 在焊接中碳钢和某些合金钢时,热影响区中可能发生淬火现象而变硬,易形成冷裂纹,这是在焊接过程中要设法防止的:由于淬火后金属硬而脆,产生的表面残余应力会造成冷裂纹,回火可作为在不影响硬度的基础上,消除冷裂纹的手段之一: 淬火对厚度,直径较小的零件使用比较合适,对于过大的零件,淬火深度不够,渗碳也存在同样问题,此时应考虑在钢材中加入铬等合金来增加强度:淬火是钢铁材料强化的基本手段之一:钢中马氏体是铁基固溶体组织中最硬的相(表1),故钢件淬火可以获得高硬度,高强度:但是,马氏体的脆性很大,加之淬火后钢件内部有较大的淬火内应力,因而不宜直接应用,必须进行回火: 表1钢中铁基固溶体的显微硬度值淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用:机械中重要零件,尤其在汽车,飞机,火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理:为满足各种零件干差万别的技术要求,发展了各种淬火工艺:如,按接受处理的部位,有整体,局部淬火和表面淬火;按加热时相变是否完全,有完全淬火和不完全淬火(对于亚共析钢,该法又称亚临界淬火);按冷却时相变的内容,有分级淬火,等温淬火和欠速淬火等:工艺过程包括加热,保温,冷却3个阶段:下面以钢的淬火为例,介绍上述三个阶段工艺参数选择的原则:加热温度以钢的相变临界点为依据,加热时要形成细小,均匀奥氏体晶粒,淬火后获得细小马氏体组织:碳素钢的淬火加热温度范围如图1所示:由本图示出的淬火温度选择原则也适用于大多数合金钢,尤其低合金钢: 亚共析钢加热温度为Ac3温度以上30~50?:从图上看,高温下钢的状态处在单相奥氏体(A)区内,故称为完全淬火:如亚共析钢加热温度高于Ac1,低于Ac3温度,则高温下部分先共析铁素体未完全转变成奥氏体,即为不完全(或亚临界)淬火:过共析钢淬火温度为Ac1温度以上30~50?,这温度范围处于奥氏体与渗碳体(A+C)双相区:因而过共析钢的正常的淬火仍属不完全淬火,淬火后得到马氏体基体上分布渗碳体的组织:这-组织状态具有高硬度和高耐磨性:对于过共析钢,若加热温度过高,先共析渗碳体溶解过多,甚至完全溶解,则奥氏体晶粒将发生长大,奥氏体碳含量也增加:淬火后,粗大马氏体组织使钢件淬火态微区内应力增加,微裂纹增多,零件的变形和开裂倾向增加;由于奥氏体碳浓度高,马氏体点下降,残留奥氏体量增加,使工件的硬度和耐磨性降低:常用钢种淬火的温度参见表2: 表2常用钢种淬火的加热温度。

连续退火炉Continuous Annealing Furnace根底知识1.炉型的选择和应用，采用什么炉子退火，主要根据产品种类和钢种特性决定〔表6-21〕表6-21各类不锈钢退火炉型选择钢种热轧后冷轧后马氏体钢罩式炉〔BAF〕连续退火炉铁素休钢罩式炉〔BAF〕连续退火炉奥氏体钢连续退火炉连续退火炉热轧后的马氏体钢通过BAF在大于A3温度条件下退火。

使热轧后的马氏体组织在保温的条件下充分转化奥氏体组织，然后缓冷至一定温度这时完全转变为铁素体组织，消除了热轧后的马氏体组织。

另外，在保温期间碳化物也得到均匀分布。

热轧后的铁素体钢几乎总有一些马氏体，因此往往也选用BL 炉。

当然，对于单相铁素体钢，热轧后不存马氏体，采用AP〔H〕炉退火更合理。

热轧后奥氏体钢需通过退火使碳化物溶解和快速冷却防止再析出，所以只能用AP〔H〕炉。

至于冷却后不锈钢的退火，都是通过再结晶消除加工硬化而过到过到目的的。

奥氏体不锈钢除此之外，还要使冷轧时产生的形变马氏体转变为奥氏体，因此都用AP〔C〕BA 这样的连续炉退火。

如果用BL 炉，那么存在以下问题：1. 不管在什么条件下退火，由于退火时间长外表都会氧化，生成不均匀的铁鳞，存在显著的退火痕迹 2. 退火温度较高时，容易粘结和发生层间擦伤等外表缺陷。

⑵退火条件①退火条件确实定按下面的程序框图确定退火条件。

应注意的事项：用记的加工制造方法变化或对材质的要求变动时，应修订退火条件。

初期阶段没有充分把握，应按用户对退火产品的质量评价判定退火条件是否适宜。

再结晶特性调查用碳矽棒热处理作实验〔画出硬度曲线、晶粒度曲线、确认金相组织〕退火温度设定设定退火温度上、下限值及退火时间出炉口目标材料温度的设定设定材温仪表指示值的目标值〔上、下限温度〕各段炉温和机组速度设定根据理论计算进展初步设定机组实际运行试验确认燃烧状况〔烧咀负荷等〕和通板状况〔机组速度、除鳞性前后操作状况〕判定性能是否合格根据检查标准判定退火条件确定前部工序，如炼钢、热轧、甚至冷轧的条件发生变化，需要修改冷轧后的退火条件。

热处理基础知识总结热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。

6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。

7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。

8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。

9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。

习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。

中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。

低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。

调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。

它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。

模拟退火算法一、模拟退火算法概念模拟退火算法来源于固体退火原理，将固体加温至充分高，再让其徐徐冷却，加温时，固体内部粒子随温升变为无序状，内能增大，而徐徐冷却时粒子渐趋有序，在每个温度都达到平衡态，最后在常温时达到基态，内能减为最小。

根据Metropolis准则，粒子在温度T 时趋于平衡的概率为e-ΔE/(kT)，其中E为温度T时的内能，ΔE为其改变量，k为Boltzmann 常数。

用固体退火模拟组合优化问题，将内能E模拟为目标函数值f，温度T演化成控制参数t，即得到解组合优化问题的模拟退火算法：由初始解i和控制参数初值t开始，对当前解重复“产生新解→计算目标函数差→接受或舍弃”的迭代，并逐步衰减t值，算法终止时的当前解即为所得近似最优解，这是基于蒙特卡罗迭代求解法的一种启发式随机搜索过程。

退火过程由冷却进度表(Cooling Schedule)控制，包括控制参数的初值t及其衰减因子Δt、每个t值时的迭代次数L和停止条件S。

二、模拟退火算法的模型模拟退火算法可以分解为解空间、目标函数和初始解三部分。

模拟退火的基本思想:(1) 初始化：初始温度T(充分大)，初始解状态S(是算法迭代的起点)，每个T值的迭代次数L(2) 对k=1，……，L做第(3)至第6步：(3) 产生新解S′(4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S)，其中C(S)为评价函数(5) 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解，否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解.(6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解，结束程序。

终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。

(7) T逐渐减少，且T->0，然后转第2步。

算法对应动态演示图：模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤：第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解；为便于后续的计算和接受，减少算法耗时，通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法，如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等，注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构，因而对冷却进度表的选取有一定的影响。

目录一、工程概况 (3)二、编制依据 (3)三、施工特点及难点 (4)四、施工部署及进度计划 (4)五、施工准备 (5)1、技术准备 (5)2、材料、机具准备： (5)3、劳动力准备： (6)六、施工组织设计 (7)1、施工测量： (7)2、设备基础土方开挖： (7)3、设备基础土方回填： (8)4、钢筋工程： (8)5、模板及脚手架工程： (10)6、混凝土工程 (12)7、预埋套筒、螺栓及预埋件 (16)8、伸缩缝的留设 (17)七、施工顺序 (17)1、开卷段设备基础： (17)3、入口段设备基础： (18)4、退火设备基础： (19)5、出口设备基础： (19)6、平整设备基础： (19)7、检查设备基础： (20)8、包装/重卷设备基础： (20)八、现场质量技术保证措施 (20)（一）、项目部质量组织体系 (20)（二）、质量目标 (21)（三）、质量保证措施 (21)第二章现场安全管理 (22)一、现场安全施工保证措施 (22)二、现场文明施工环保措施 (24)附、施工附图及附表 (25)首钢京唐第二冷轧厂连退工程设备基础施工方案第一章设备基础施工一、工程概况连退、成品库厂房设备基础位于首钢京唐第二冷轧厂厂房内，设备基础在连退跨区域范围为4A~4B列401线~425线，在成品跨厂房内范围为6D~6E列601线~605线、6A~6B601~604线；重卷机组待定。

设备基础总长为495米，设备基础分区根据设备使用功能来划分，即入口段、入口活套、退火段、出口活套、平整机组、检查活套及包装/重卷机组段，其中退火炉基础及出口活套基础为超长大底板基础，长度分别为144米、115米，在设备功能相对独立及底板标高交替的位置设置伸缩缝，超长底板按照图纸要求留设伸缩缝。

连退区域底板厚度普遍厚度为1.4米，墙板厚度为700mm或900mm，最大高度为9.3米；顶板厚度以1米为主；设备基础最深部位在检查活套区域，深度为11米。

退火算法1 模拟退火算法的模型 模拟退火算法可以分解为解空间、目标函数和初始解三部分。

模拟退火的基本思想: (1) 初始化：初始温度T(充分大)，初始解状态S(是算法迭代的起点)， 每个T值的迭代次数L (2) 对k=1，……，L做第(3)至第6步： (3) 产生新解S′ (4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S)，其中C(S)为评价函数 (5) 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解，否则以概率exp(-Δt ′/T)接受S′作为新的当前解. (6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解，结束程序。

终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。

(7) T逐渐减少，且T->0，然后转第2步。

算法对应动态演示图： 模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤： 第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解；为便于后续的计算和接受，减少算法耗时，通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法，如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等，注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构，因而对冷却进度表的选取有一定的影响。

第二步是计算与新解所对应的目标函数差。

因为目标函数差仅由变换部分产生，所以目标函数差的计算最好按增量计算。

事实表明，对大多数应用而言，这是计算目标函数差的最快方法。

第三步是判断新解是否被接受,判断的依据是一个接受准则，最常用的接受准则是Metropo1is准则: 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解S，否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解S。

第四步是当新解被确定接受时，用新解代替当前解，这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现，同时修正目标函数值即可。

此时，当前解实现了一次迭代。

可在此基础上开始下一轮试验。

而当新解被判定为舍弃时，则在原当前解的基础上继续下一轮试验。

模拟退火算法与初始值无关，算法求得的解与初始解状态S(是算法迭代的起点)无关；模拟退火算法具有渐近收敛性，已在理论上被证明是一种以概率l 收敛于全局最优解的全局优化算法；模拟退火算法具有并行性。

3003铝连续退火方案技术方案一：方案要求：材料：3003铝规格尺寸：4000×157.9×14.5状态：精抽目标：消除冷作硬化，提高尺寸稳定性改善得到合理的加工状态加工能力与方式：连续式生产 30件/小时检验方式：金相分析布氏硬度计二：3003铝材料分析标准：GB/T3190-1996主3003铝要特征及应用范围：3003为AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度不高（稍高于工业纯铝），不能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能：在退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良。

用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉 3003铝板成形性、溶接性、耐蚀性均良好。

用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材。

化学成分：硅Si：0.603003贴膜铝板铁Fe: 0.70铜Cu：0.05-0.20锰Mn：1.0-1.5锌Zn：0..10其他：单个0.05、合计0.15铝Al：余量力学性能抗拉强度σb (MPa) ) 142-178条件屈服强度σ0.2 (MPa) )≥115试样尺寸：所有壁厚注：管材室温纵向力学性能热加工及热处理温度均匀化退火温度为590~620℃，热轧温度为480~520℃，挤压温度为320~480℃，典型退火温度为413℃，空冷。

化学性能耐蚀性：3003铝合金的耐蚀性很好，接近工业纯铝的耐蚀性，对大气、淡水、海水、食品、有机酸、汽油、中性无机盐水溶液等均有良好的耐蚀性，在稀酸中的耐蚀性也很好。

3003铝连续退火方案技术方案3003为AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度不高（稍高于工业纯铝），不能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能：在退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良。

用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉 3003铝板成形性、溶接性、耐蚀性均良好。

用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材。

化学成分：硅Si：0.603003贴膜铝板铁Fe: 0.70铜Cu：0.05-0.20锰Mn：1.0-1.5锌Zn：0..10其他：单个0.05、合计0.15铝Al：余量力学性能抗拉强度σb (MPa) ) 142-178条件屈服强度σ0.2 (MPa) )≥115试样尺寸：所有壁厚注：管材室温纵向力学性能热加工及热处理温度均匀化退火温度为590~620℃，热轧温度为480~520℃，挤压温度为320~480℃，典型退火温度为413℃，空冷。

化学性能耐蚀性：3003铝合金的耐蚀性很好，接近工业纯铝的耐蚀性，对大气、淡水、海水、食品、有机酸、汽油、中性无机盐水溶液等均有良好的耐蚀性，在稀酸中的耐蚀性也很好。

在冷变形状态时，3003铝合金有剥落腐蚀倾向，变形越大，剥落越严重。

由于阳极氧化后色彩不均匀，故一般不进行阳极化处理材料分析结论：使用该铝的主要性能是良好的防锈性能，焊接性能，塑性。

关键点： 1. 热处理对防锈性能的影响和避免。

2.冷作硬化后，力学性能的维护（不能彻底改变冷作硬化带来的对性能上的提高，同时要减轻冷作硬化的影响）二：3003铝方通状态分析该铝方通热处理前处于精抽状态，一、技术参数1、额定功率 30kW2、额定电压 380V、3相、50Hz3、额定温度 300℃4、加热元件接法 Y5、控温区数 1区6、控温方式 PID过零触发可控硅，日本岛电智能仪表控温，上海大华中圆图记录仪记录及超温报警7、有效工作尺寸 1600×1000×600mm（长×宽×高）8、装载量 500kg9、炉温均匀度≤±5℃10、空炉升温时间≤1.5h11、热循环风机11.1 功率 1.5kw11.2 风量 3200－4600m³/h11.3 风压 350-530Pa二、结构简介本电炉结构由炉壳、内衬、炉门、小车、加热元件、通风机装置及温控系统等组成。