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15 章 玻璃的退火与淬火

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淬火与退火

淬火与退火

【淬火与退火】
淬火：
【解释】：
将钢件加热到临界温度以上的某个温度，保温一段时间，然后在淬火介质水、盐水或油中（个别材料在空气中）急速冷却，使其得到高硬度。

应用：用来提高钢的硬度和强度极限。

淬火会引起内应力使钢变脆，所以淬火后必须要回火后才能使用。

.退火：
【解释】：
将钢件加热到临界温度以上，保温一段时间，然后缓慢冷却（一般在炉中随炉冷却）。

【应用】：
用来消除铸、锻、焊零件的内应力，降低硬度，便于切削加工，细化金属晶粒，改善组织，增加韧性。

【回火】：
解释：回火是将淬硬的钢材加热到临界点一下的某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温。

【应用】：
用来消除淬火后的脆性和内应力，提高钢的塑性和冲击性。

浮法玻璃生产技术与设备(第二版)5 玻璃的退火与退火窑(1)

浮法玻璃生产技术与设备(第二版)5 玻璃的退火与退火窑(1)

实践证明，此区温降≤160℃ 为宜。
但不能用室温空气直接冷却玻璃，以免玻璃 冷却温度过大而引起炸裂。
采取控制循环热风的温度，对玻璃带进行直 接吹风对流冷却，以使玻璃能以比其在后退 火区稍大或相同的冷却速度进行对流冷却， 使玻璃带的表面温度由370～380℃降到 220～240℃
5.1.2.6 室温风强制对流冷却区(F区)
5 玻璃的退火与退火窑
机械零件的退火
将钢件（钢坯）加热到临界温度以上 30°C~50°C保温一段时间，然后再缓慢 地冷却下来（一般用炉冷），其目的是用来 清除铸、锻、焊零件的内应力，降低硬度， 以易于切削加工，细化金属晶粒，改善组织， 增加韧性。
浮法玻璃的退火是指从锡槽出来的玻璃带， 按一定的温度曲线，进行冷却的过程。其目 的是消除玻璃中的残余内应力和光学不均匀 性，以及稳定玻璃内部的结构。
应力产生的原因与该温度区域的冷却速度、 温度梯度、黏度和玻璃厚度有关。
5.1.2 退火的定义和目的
玻璃的退火：主要是将玻璃置于退火窑中经 过足够长的时间通过退火温度范围或以缓慢 的速度冷却下来，不再产生超过允许范围的 永久应力和暂时应力。
退火的目的：消除玻璃中的残余应力和光学 不均匀性。
过程：一是内应力的减弱和消失；二是防止 产生新的应力。
主要消除玻璃中残存应力的地方。 出A区温度在510~520℃左右 。
5.1.2.3 冷却区(亦称后退火区，C区)
玻璃退火区域以下，即在玻璃退火的下限温 度以下的冷却，可以以较快的速度进行，但 冷却速度也不能太快。
玻璃在低于退火下限温度进行冷却所产生的 内应力为暂时应力，暂时应力沿板厚度方向 分布与永久应力相反，其最大的张应力在板 的表面。如冷却速度太快，则会引起暂时应 力过大而使玻璃破裂。

玻璃的退火和淬火要求

玻璃的退火和淬火要求
玻璃的退火和淬火要 求
4.1 玻璃的应力 4.2 玻璃的退火 4.3 玻璃的淬火
玻璃的热处理是指玻璃在转变温度与软化温度之间所进行 的热过程。
在该过程中玻璃的结构和性能往往能发生显著的变化：应 力的产生和消除，分相和晶化，发泡和烧结，表面处理和 增强等，使玻璃从一个状态转变到另一个状态，同组成的 玻璃可以有截然不同的性能。
图4-1 玻璃暂时应力产生示意图 温度分布曲线； 应力分布曲线
2、永久应力（permanentstress）
当玻璃内外温度相等时所残留的热应力。 由于应变点以上的玻璃具有粘弹性，即此时的玻璃为可
塑状态，在受力后会产生位移和变形，使由温度梯度所 产生的内应力消失，这个过程称为应力松弛过程。
图4-2 玻璃永久应力产生示意图 温度分布曲线； 应力分布曲线
6(1) h0 E(a2 3x2)
在温度较高阶段,由温度梯度产生的热弹性应力松弛速度 很大，转变成永久应力的趋势也大，所以初冷速率应最 低。
最初的慢冷速度 h0(℃/min)为：
n h0 13a 2
温度↓，应力松弛速度↓，慢冷速度↑
ht h0(130t0)(oC/min)
退火温度范围——最高退火温度至最低退火温度之间的范 围。
一般：最高退火温度-(20~30)℃ ~ 最高退火温度-(50~150℃)
2、退火温度与玻璃的关系
玻璃的退火温度与其化学组成有关，凡能降低玻 璃粘度的组成，也能降低退火温度。
碱金属氧化物能显著地降低玻璃的退火温度，其 中Na2O的作用大于K2O的作用。
主要参数是退火温度和在此温度下的保温时间。
玻璃的退火温度，可采用比最高退火温度低20-30℃，或者 通过计算或测定求得。在退火温度下的保温时间，可按 70a2 - 120a2 计算，或者按应力允许值进行计算

退火、淬火（蘸火）

退火、淬火（蘸火）

淬火也叫蘸火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。

“蘸火”是淬火工艺的行业术语，起源于工艺处理的方法，因为淬火就是把热工件蘸一下介质，达到要求，形象的称谓淬火为蘸火，淬火工艺应用很广，“蘸火”的读法也随之流传开来。

什么是退火、正火、淬火及回火,它们的用途各是什么?退火是将钢件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

正火是将钢件加热到Ac3(对于亚共析钢）或者Accm（对于过共析钢）以上50～70摄氏度完全奥氏体化，保温后再在空气中冷却以得到以较细珠光体为主的组织的热处理工艺。

退火或者正火的主要目的大致如下：调整钢件的硬度，以利于后来的切削加工。

消除残余应力，以稳定钢件尺寸。

使化学成分均匀。

为最终热处理做准备。

退火主要是消除内部应力; 正火主要是加工前降低硬度,提高切削加工能力; 淬火主要是增强表面硬度,从而提高综合机械性能。

回火一般在淬火或正火后进行，淬火加低温回火的工艺手段还叫淬火，低温回火是必须进行的工序。

正火加回火还叫正火处理，这两项处理手段目的是消除淬火和正火后的材料的组织应力。

退火能够改变钢的组织结构,从而获得我们所要求的性能.(1).加热时的组织转变:其转变过程是在铁素体与渗碳体分界面处优先形成奥氏体晶核,并不断长大,直到珠光体全部消失,奥氏体也就转变完毕.(2).冷却时的组织转变:由于退火的冷却速度很缓慢,奥氏体转变产物与Fe-Fe3C的组织相同,因而共析钢为珠光体;亚共析钢为珠光体加铁素体;过共析钢为珠光体加渗碳体.2.淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后快速冷却下来,进行淬硬工件的热处理方法.其实质是通过加热使钢组织结构中的铁素体和珠光体充分转变为成分均匀的奥氏体,然后急冷下来得到硬度很高的马氏体.3.回火是紧接于淬火之后的热处理工序,淬火钢在不同的温度下回火,所得的组织不同,因而其机械性能差别很大,总的趋势是:随着回火温度升高,其强度、硬度降低，而塑性、韧性提高。

玻璃的退火

玻璃的退火
玻璃冷却到应变点附近此温度处于玻璃由塑性体变成弹性体的转变温度范围若冷却速度大于内部质点调整的速度较早硬化的外层就会阻止较晚硬化的内层收缩外层受到内层给它的压应力而内层受到外层给它的张应力
玻璃的退火
第一页，课件共有20页
第一节 玻璃的应力
分为三类：热应力、结构应力、机械应力
一、热应力 暂时应力：在温度低于应变点时，玻璃处于弹性变
应力不会随着温度梯度的消失而消失，因此称为永久应 力或残余应力。
第五页，课件共有20页
二、结构应力
因化学组成不均匀二产生的应力，称为结构应力。
不同化学组成，其热膨胀系数不同，冷却时产生的收 缩不一致。如玻璃中的结石、条纹等。
三、机械应力
由于外力的作用而产生的应力，外力除去，机械应力也消 失。
第六页，课件共有20页
四、应力的表示方法
1. 用Pa(N/m2)表示
2. 用偏振光通过玻璃时所产生的双折射率来表示，此法便于 观察和测量。
无应力优质的玻璃，各项同性，不产生双折射现象。 有应力存在时，其⊿n=BT
其中⊿n—通过玻璃两个垂直方向振动光纤的折射率差 B—应力光学常数。⊿n以nm/cm为单位时，B的单位为
布，1布=10-12/Pa
A＇=A/B 退火常数，A＇随保温均热温度的提高呈植树递 增，即A＇=10M1T-M2
M1、M2应力退火常数，取决于玻璃的组成。
由上式可以得出，保温温度越高，A＇越大，应力松弛速度 越快。
第十页，课件共有20页
二、玻璃的退火温度
1. 退火温度 退火温度：为消除永久应力，玻璃加热到Tg附近，保温均
热，使应力松弛。
形温度范围（脆性状态），经受不均匀的温度变化时所 产生的热应力，随温度梯度存在而存在，随温度梯度的 消失而消失，这种应力称为暂时应力。

玻璃的退火与缺陷

玻璃的退火与缺陷
Ⅲ慢冷阶段：防止过大温差
h0
6(1 )
Ea(a2 3x2 )
a---制品厚度的一半； E---弹性模
量；μ---泊松比；α---膨胀系数；
h0---冷却速度；x---应力测试点离 壁厚中线的距离; σ---允许应力
Ⅳ快冷阶段：降低能耗，提高产率
hc=
65/a2（℃/分）一般玻璃采用此值15％～20％
4．硫酸盐夹杂物
玻璃液中过饱和硫酸盐冷却时结晶出小滴析出。 源于芒硝在澄清过程中没有完全分解； 预防措施： 检查熔化初期火焰是否保持还原性； 配合料碳粉用量是否合适；
5．黑色夹杂物
直接或间接来源于配合料，或由于操作不当引入其 他的杂质。主要有铁、铬、镍的氧化物等。
CLY2007
条纹和节瘤及其形成原因
第四章 玻璃的退火与淬火
玻璃中存在那些应力? 产生的原因是什么？
玻璃为什么要退火？
玻璃淬火工艺过程？
玻璃淬火的意义和原理？
退火的工艺过程？
CLY2007
第一节 玻璃的应力
玻璃的应力
结构应力
机械应力
热应力
因化学组成不 均匀而产生的 应力。
外力作用在玻 璃上而产生的 应力。
玻璃中由于温 度差的存在而 产生的应力
消除应力
纳米/厘米 30~40 60 120 50~400
CLY2007
1.玻璃的退火温度与退火范围
退 火 温 度： 将玻璃加热到低于玻璃转变温度 Tg附近， 进行保温均热，消除玻璃的温度梯度。
最高退火温度：能在3min之内消除玻璃中95%应力的温度。
最低退火温度：能在3min之内消除玻璃中5%应力的温 度。 实际退火温度比最高退火温度低20～30℃，低于最高退 火温度50～150℃是最低退火温度。大部分器皿玻璃的 退火温度为550℃±20℃，平板玻璃为550～570℃，瓶 罐玻璃为550～600℃。

15mm浮法玻璃的退火技术措施

15mm浮法玻璃的退火技术措施
２ ０ 年 ３期 ０１
河 南 建材
１ｍ ５ ｍ浮法玻璃的退火技术措施
任红灿 苗中 林 张乃明 王国强 王晓伟 李红波 孔繁智
洛阳 玻璃股份有限公司（７０９ （ １０） ４
１ｍ ５ ｍ浮法玻璃的生产有三种方式： 全拉边机 法、 石墨挡墙法及拉边机石墨挡墙结合法。生产方
炸裂、 爆边、 多缺角等问题的研究展开的。在此谈谈 我们的一些认识及作法。
１２ 技术措施 ． １检修仪表， 更换阀门定位器。更换退火窑两 ）
侧的保温材料， 增加保温效果， 减少退火窑内的横向 温差。开启锡槽后区边部电加热， 使玻璃板横向温 度趋于均匀。 ２使用特制的“ ） 在线退火窑辊子表面处理装置” 处理“ 压裂”减少玻璃表面的损伤。 ， ３调整辊子高度、 ） 保证玻璃板水平。
不均匀。
另外 Ｆ 区风机全关，２区和 Ｆ 区的风量由弱 １ Ｆ ３ 到强重新调整， 平均比原来风量增加 ３ 一 ０ ０ ４ ％０
２ 爆边、 多缺角问题
２１ 原因分析 ．
爆边、 多缺角等问题在 １ｍ ５ ｍ浮法玻璃中是成 品率低的主要因素之一， 生产中爆边的产生是因玻
２生产过程中Ｓ ２ ） ０ 气体与锡氧化物反应， 在退
ａ１卜
｝
Ｎ－ Ｒ Ｈ－ ｒＩ － － 汀
Ｒ为氨基酸多肚大分子
Ｈ
１ 技术原理
冰花玻璃的制作原理是： 将具有很强粘附力的 胶液均匀地涂在喷砂玻璃的表面时， 因胶液在干燥 过程中， 体积的强烈收缩和胶体与粗糙的玻璃表面 良好的粘结性， 使玻璃表面发生不规则撕裂现象， 胶 体薄膜因龟裂而产生的裂纹成为撕裂的界线， 犹如 叶子的茎脉， 而在撕裂表面形成凹凸起伏、 连续而不 规则的“ 冰花” 花纹。
火窑辊子表面形成一道道的白色坚硬物质， 使玻璃 下表面形成许多小炸口。由于生产 巧ｍ ｍ玻璃的拉

正火、退火、淬火、回火的区别联系与热处理基础知识

正火、退火、淬火、回火的区别联系与热处理基础知识

正火、退火、淬火、回火退火与回火的区别在于：（简单地说，退火就是不要硬度，回火还保留一定硬度）。

退火、正火、淬火、回火对比和区别1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的四种基本工艺，称为“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

2、退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。

3、正火；是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

4、淬火；是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

淬火后钢件变硬，但同时变脆。

为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。

了解退火、淬火、回火的差异和作用： 1.退火概念:所谓退火，就是将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺，其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。

退火目的和作用:(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工;(2)细化晶粒，消除因锻、焊等引起的组织缺陷，均匀钢的组织成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备;(3)消除钢中的内应力，以防止变形或开裂。

2.淬火概念:淬火就是将钢加热到Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

淬火目的和作用: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，获得所需的力学性能。

(注: 淬火态工件不允许直接投入现场使用，通常在此之后必须实时进行1~2 次或以上之回火加工，以调整其组织及应力等。

玻璃退火与淬火要求

玻璃退火与淬火要求
SiO2，CaO和Al2O3能提高退火温度，BaO和PbO 降低退火温度，PbO的作用大于BaO的作用， ZnO和MgO的作用很小。
含B2O315-20%左右的玻璃，其退火温度将随着 B2O3含量的增加而显著地提高，超过15-20%的 则随着B2O3含量的增加而降低。
4.2.2 玻璃退火工艺
玻璃的退火制度与制品的种类、形状、大小、容许的应力 值、退火炉内温度分布等情况有关。
由外力作用在玻璃上引起的应力，当外力除去时应力随 之消失，此应力称机械应力。
在生产过程中，若对玻璃制品施加过大的机械力会使玻 璃制品破裂。如模型歪扭，开模时所造成的制品撕裂， 切割时用力过猛使制品破裂等。
4.2 玻璃的退火
定义：消除玻璃制品在成形或热加工后
残留在制品内的永久应力的过程。
目的：防止炸裂和提高玻璃的机械强度。
ha
130 a2 (
C/
分）
式中a——玻璃厚度，空心玻璃制品为总厚度，实心
制品为厚度的一半。
为安全起见，一般技术玻璃取最大加热速度的15-20%，
即20/a2~30/a2。光学玻璃取其5%以下。
2、均热（保温）阶段
将制品在退火温度进行保温、均热，主要目的是消除快速 加热时产生的温度梯度，并消除制品中所固有的内应力。
4.1.2 玻璃中的结构应力
玻璃因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力称结 构应力，属于永久应力。
玻璃中的成分不均体，其热膨胀系数与主体玻璃不相同， 因而主体玻璃与不均体的收缩、膨胀量也不相同，在其界 面上产生了应力。这种由于玻璃固有结构造成的应力，即 使退火也不能消除这类应力。
4.1.3 玻璃中的机械应力
为了消除玻璃中的永久应力，必须将玻璃加热到低于玻 璃转变温度Tg附近的某一温度进行保温均热，以消除玻 璃各部分的温度梯度，使应力松弛。这个选定的温度， 称为退在此温度下经三分钟 能消除应力95%，一般相当于退火点（η=1012帕·秒）的温 度；

《玻璃工艺学》第15章玻璃的退火与钢花

《玻璃工艺学》第15章玻璃的退火与钢花

第15章玻璃的退火与钢化玻璃制品在生产过程中（即由熔融状态的玻璃液变成脆性固体玻璃制品），玻璃经受激烈的不均匀的温度变化，使内外层产生温度梯度，硬化速度不一样，引起制品中产生不规则的热应力。

这种热应力能降低制品的机械强度和热稳定性，也影响玻璃的光学均一性，若应力超过制品的极限强度，便会自行破裂。

所以玻璃制品中存在不均匀的热应力是一项重要的缺陷。

退火是一种热处理过程，可使玻璃中存在的热应力尽可能地消除或减小至允许值。

除玻璃纤维和薄壁小型空心制品外，几乎所有玻璃制品都需要进行退火。

对于光学玻璃和某些特种玻璃，退火要求十分严格，必须在退火的温度范围内保持相当长的时间，使它各部分的结构均匀，然后以最小的温差进行降温，以达到要求的光学性能，这种退火称为精密退火。

玻璃制品存在热应力并不经常是有害的。

若通过人为的热处理过程使玻璃表面层产生有规律的、均匀分布的压应力，还能提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。

这种热处理方法称为玻璃的钢化。

化学组成相同的玻璃钢化与不钢化具有截然不同的性能。

但并非所有的玻璃制品都能进行钢化。

15.1 玻璃中的应力物质内部单位截面上的相互作用力称为内应力。

玻璃的内应力根据产生的原因不同可分为三类：因温度差产生的应力，称为热应力；因组成不一致而产生的应力，称为结构应力；因外力作用产生的应力，称为机械应力。

玻璃中的热应力玻璃中的热应力按其存在的特点，分为暂时应力和永久应力。

.1 暂时应力温度低于应变点而处于弹性变形温度范围内的玻璃，在加热或冷却的过程中，即使加热或冷却的速度不是很大，玻璃的内层和外层也会形成一定的温度梯度，从而产生一定的热应力。

这种热应力，随着温度梯度的存在而存在，随着温度梯度的消失而消失，所以称为暂时应力。

图15-l表明玻璃经受不同的温度变化时，暂时应力的产生和消失过程。

设一块一定厚度、没有应力的玻璃板，从常温加热至该玻璃应变点以下某一温度，经保温使整块玻璃板中不存在温度梯度[图15-l(a)]。

第四章 玻璃的退火与淬火

第四章 玻璃的退火与淬火

图4-1 玻璃暂时应力产生示意图 温度分布曲线； 应力分布曲线
2、永久应力（permanentstress）
当玻璃内外温度相等时所残留的热应力。 由于应变点以上的玻璃具有粘弹性，即此 时的玻璃为可塑状态，在受力后会产生位 移和变形，使由温度梯度所产生的内应力 消失，这个过程称为应力松弛过程。
试验方法：将杯子在沸水中停留3分钟后， 立刻投入1-3℃的水中。淬火质量差的杯子 炸裂后自动检出。
抗冲击性能检测：用0.1公斤的钢球从0.8米 的高度自由落下冲击杯口，不破者为合格。
或者按应力允许值进行计算
a t 520 n
式中Δn ——玻璃退火后允许存在的内应力，
2
nm/cm。
3、慢冷阶段
在玻璃中原有应力消除后，必须防止在降温过 程中由于温度梯度而产生新的应力。 阿丹姆斯及威廉逊提出内应力与冷却速度的关 系： Eh0 (a 2 3 x 2 ) 6 (1 )
图 淬火玻璃受力时应力沿厚度分布图 (a)淬火玻璃应力分布；(b)退火玻璃受力应力分布；(c)淬火玻 璃受力应力分布 图中正号表示张应力，负号为压应力
4.3.1 淬火玻璃的特性
如6×600×400毫米淬火玻璃板，可以支持 三个人的重量200公斤而不破坏。 淬火玻璃的挠度，比一般玻璃大3-4倍。如 6×1200×350毫米的一块淬火玻璃，最大 弯曲达100毫米。
1．加热阶段
一次退火：成型后直接进入退火炉进行退火； 二次退火：成型冷却后再经加热退火。
在加热过程中，玻璃表面产生压应力，内层受 张应力，由于玻璃抗压强度是抗张强度的十倍， 所以加热速率可相应高些。
在加热过程中由温度梯度所产生的暂时应力与 固有的永久应力之和不能大于其抗张强度极限， 否则将发生破裂。

淬火、回火、正火、退火-一文搞清楚!

淬火、回火、正火、退火-一文搞清楚!

淬火、回火、正火、退火，一文搞清楚！1、什么叫淬火？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）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，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：1）提高金属成材或零件的机械性能。

例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。

2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。

如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。

淬火冷却时，除需合理选用淬火介质外，还要有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬火，双液淬火，分级淬火、等温淬火，局部淬火等。

钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。

②存在较大内应力。

③力学性能不能满足要求。

因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火2、什么叫回火？回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度，保温一定时间后，以一定方式冷却的热处理工艺，回火是淬火后紧接着进行的一种操作，通常也是工件进行热处理的最后一道工序，因而把淬火和回火的联合工艺称为最终处理。

淬火与回火的主要目的是：1）减少内应力和降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂。

2）调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种工件不同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。

3稳定工件尺寸。

通过回火可使金相组织趋于稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。

4）改善某些合金钢的切削性能。

回火的作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。

②消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。

③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。

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玻璃工艺学 10
（4）内层温度从应变点开始下降：
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0
应力( Strain)
Ts
剖面实际温度示意线 永 久应力 示意线 外界温度
Tt
0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明：内层在至应变点以下时受到降温快、收缩快的外层所施压力，同时外 层受反作用力呈张应力状态。
玻璃工艺学
14
五、思考题: (一)分析平板玻璃从应变点开始降温至常温过程中暂时应力和永久应力合 成过程。 （二）分析暂时应力和永久应力产生原因之异同。
玻璃工艺学
15
二、玻璃的退火
一、退火原理 在经过转变温度区域（Tf～Tg）时，玻璃由典型的液态转变 成脆性状态。而在Tg点以下的相当的温度范围内玻璃分子仍然能 够进行迁移，可以消除玻璃中的热应力和结构状态的不均匀性*。 同时因为粘度相当大，以致几乎不发生其外形的改变。这段温度 区域成为玻璃的退火区域，相应粘度在1012～1016Pa.s 。即退火 温度区域与玻璃粘度有关。 *应力松弛：由于玻璃在应变点以上时具有粘弹性，它不能长 时间承受各方向不平衡力的作用，玻璃内结构基团在力的作用下 产生位移和变形，使温度梯度所产生的内应力得以消失。 玻璃的退火过程：将玻璃放置在某一温度下保持足够时间 后再以缓慢的速度冷却，以便不再产生超过允许范围的永久应 力和暂时应力。实质就是减小或消除应力并防止新的应力产生。
4
(2)玻璃在一个低温的环境中开始冷却:
温度(Temperature) 应变点温度 Ts (=1013.6Pa.S) 冷却起始温度 T0
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 暂 时应力示意 线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明： 玻璃平板表面降温比内层快，收缩就比内层大，受内层阻碍而呈张应力 同时内层受到反作用力而呈压应力。
2.小结: (1)在温度低于应变点温度时,温度梯度的产生导致玻璃弹性松弛而形成 暂时应力； （2）温度急剧的变化产生的暂时应力若超过极限时会使制品破裂； （3）不能通过退火过程来消除暂时应力。
玻璃工艺学 7
（二）永久应力： 玻璃在高于其应变点时,温度梯度会引起玻璃结构变化,这种玻璃结构变化 在低于应变点时产生并保持的热应力。 特点:温度梯度消失之后,永久应力不消失 1.永久应力的产生过程 (1)处于某一高于应变点的均匀温度场时
玻璃工艺学
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(5)内外层继续冷却
温度(Temperature)
冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永久 应力 示意 线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明：随着内 层逐渐降温、收缩，原先的应力逐渐被抵消而减小。
玻璃工艺学
1
一、玻璃应力的分类: 1.以产生原因为标准： 热应力 结构应力 机械应力 2.以作用范围为标准： 宏观应力： 由外力作用或热作用产生； 玻璃的微观不均匀区域中存在的或分相 微观应力： 引起的应力; 超微观应力： 玻璃中相当于晶胞大小的体积范围内
存在的应力.
玻璃工艺学
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二、热应力 热应力:玻璃中由于温度差而产生的应力。 按其存在的特点又可分成暂时应力和永久应力。 (一)暂时应力: 当玻璃温度低与应变点(=10
第十五章 玻璃的退火与淬火
第一节 玻璃的应力
在生产过程中, 玻璃制品经受激烈而又不均匀的温度变化，会产生热
应力；溶制不良会造成玻璃中的不均匀区，导致热学性质差异而产生应力 。
这些都会降低制品的强度和热稳定性 , 故一般玻璃产品
成型后 ,需经过退火处理 ,使其应力限定在一定范围内 ,以防在
冷却、存放、再加工及使用过程中自行破裂或太易破裂 。
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永 久应力 示意线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
*此示意图说明了什么? 说明：均匀温度场下的玻璃平板中不存在温度梯度，也不存在永久应力
玻璃工艺学 8
13.6Pa.S)时处于弹性变形温度范围内
(>1014Pa.S)即脆性状态时，经受不均匀的温度变化时产生的热应力。 特点：随温度梯度的产生而产生，随温度梯度的消失而消失。 1.暂时应力的产生过程: 在温度低于应变点时,玻璃内结构集团已不能产生粘滞性流动,主
要靠弹性松弛来消除应力。
玻璃工艺学
3
(1) 玻璃处于某一个低与应变点的均匀温度分布状态:
温度(Temperature) 应变点温度 Ts (=1013.6Pa.S) 冷却起始温度 T0 应力( Strain)
剖面实际温度示意线 暂时应力 示意 线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么?
说明：均匀温度场下的玻璃平板中不存在温度梯度，也不存在暂时应力。
玻璃工艺学
三、结构应力和机械应力: (一) 结构应力: 玻璃中局部区域化学组成不均匀导致结构不均匀而产生不同的膨胀系数， 因而产生的应力。
如条纹、结石、节瘤等不均匀体都会产生结构应力。 特点：结构应力是由于玻璃固有结构所造成的应力，无法通过退火消除。
（二）机械应力: 当玻璃制品受到外力作用的时候,玻璃中产生的应力。在低温下外力撤去 时，机械应力随之消失。 如果机械应力超过应力极限，会导致制品破裂。 四、总结： 玻璃中各种应力由各自的产生原因和各自的特点； 玻璃在一般情况下,可能会同时受到几种应力的作用。
玻璃工艺学 16
精密退火：对光学玻璃或某些技术玻璃，不但要消除永久 应力，而且还要消除由于冷却过程中玻璃各层热历史不同以结 构转化的程度不同而产生光学上的不均匀性。 （一）退火温度范围与退火温度 上限退火温度：三分钟内消除95%应力的温度，一般相当于 退火点的温度，也称最高退火温度，粘度为1012Pa.s。 下限退火温度：三分钟内消除5%应力的温度，也称最低退 火温度，粘度为1013.6 Pa.s。在此温度以下玻璃完全处于弹性状 态，该点温度也可以称为应变点。 在退火温度范围内确定某一保温均热的温度，称之为退火温度。
13a 2
ho h＝ （ 1 2 2
To－T 20
） c/分
H －每降低100c后下一个100c的降温速度 To－退火温度 T－每降低100c后的温度 慢冷阶段结束时温度必须小于或等于应变点温度，否则在快 冷阶段重新产生永久应力而退火无效。
玻璃工艺学 22
4、快冷阶段
为提高生产效率、降低燃耗，只要使该阶段的暂时应力不超过 极限强度，可适当加快降温速度。 厚度>5mm
可以通过 1、η－T曲线上得到η＝1012Pa.s、1013.6 Pa.s的温度确定上 限、下限退火温度。 2、计算（P358）求出玻璃在η＝1012Pa.s时的温度，即上限 退火温度。
玻璃工艺学 17
3、通过热膨胀曲线确定Tg 的温度值即作为最高退火温度的大约 数值。
△L/L
Tg
温度
4、通过差热曲线确定上限或下限退火温度： 加热过程的吸热峰－－下限退火温度，放热峰－－上限退火温度； 降温过程的放热峰－－上限退火温度，吸热峰－－下限退火温度 然后选取低于上限退火温度20～30℃的温度点作为退火温度。
玻璃工艺学 23
2、形状复杂、厚度大的制品的加热及冷却速度要慢；
3、多种制品共用退火窑是，取退火温度低的数值作为退火温 度，并延长保温时间；同组成不同规格的制品一起退火时，由薄 制品确定退火温度，以免薄制品变形；由厚制品确定升温、降温 的速度，以免厚制品破裂； 4、确定升降温速度要考虑退火窑温度不均匀性而适当取小值；
20 30 ha ＝ 2 ～ 2 （c/ 分） a a
光学玻璃
2、保温阶段 目的：消除加热过程产生的温度梯度，并消除制品中所固有 的内应力。 先确定保温温度，然后确定保温时间。 保温时间 520a 2
5 ha 2 （c/ 分） a
t＝
n
21
n－制品最后允许的应力 ，纳米/厘米
玻璃工艺学
3、慢冷阶段 为了使制品在冷却后不再产生永久应力或仅产生微小的永久 应力，冷却速度要求较慢，常采用线性降温。 开始冷却速度： ho ＝ （c/ 分） 下降10℃后继续冷却速度：
玻璃工艺学 6
(4)内层温度逐渐达到外界温度的过程:
温度(Temperature) 应变点温度 Ts (=1013.6Pa.S) 冷却起始温度 T0 应力( Strain)
剖面实际温度示意线
暂时应力 示意线 外界温度
Tt
0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么?
说明： 温度梯度在此时消失，应力同时完全抵消而呈无应力状态。
玻璃工艺学 9
(3)制品继续降温,直至内层温度达到应变点的过程:
温度(Temperature) 冷却起始温度 应变点温度 (=1013.6Pa.S) T0 Ts
应力( Strain)
剖面实际温度示意线 永 久应力 示 意线 外界温度 Tt 0 位置(Position)
* 此示意图可以说明什么? 说明： 温度低于应变点的表面无应力松弛能力，同时降温较里层快而呈张应力状态， 里层为张应力； 温度在应变点以上的内层则由于应力松弛作用而保持无应力状态。
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温度
退火温度
上限退火温度
下限退火温度
时间
加热 保温 慢冷 快冷
1、加热阶段 加热时玻璃制品表面为压应力，升温速度可较快：
130 最大升温速度 hc ＝ 2（c/ 分） a a－空心或单面受热的玻璃制品的总厚，cm 实心制品的半厚， cm 玻璃工艺学