退火处理对大应变冷拔珠光体钢丝性能和微观组织的影响

热处理的微观组织演变对材料性能的影响与调控热处理作为材料加工的重要环节，在材料制备和性能调控上起着至关重要的作用。

通过调控热处理条件，可以改变材料的微观组织，从而显著影响材料的力学性能、导电性能、磁性等特性。

本文将探讨热处理的微观组织演变对材料性能的影响，并介绍一些调控方法。

1. 热处理对材料的影响热处理通过对材料进行加热和冷却过程，引起材料晶格结构的变化，进而影响材料的性能。

常见的热处理方法包括退火、淬火、正火等。

1.1 退火处理退火是指通过加热材料至一定温度，然后以适当速率冷却的方法，使材料达到更稳定的晶格结构。

退火处理主要用于消除材料内部的应力、改善材料的塑性、提高材料的韧性。

1.2 淬火处理淬火是指将加热至临界温度以上的材料迅速冷却至室温，使材料快速固化的过程。

淬火处理可以产生硬度高、强度大的材料。

通过调控淬火温度和冷却介质，可以对材料的硬度和韧性进行调节。

1.3 正火处理正火是指将材料加热至临界温度以上，然后在空气中冷却的过程。

正火处理可以使材料内部的晶粒细化，增加材料的强度和韧性。

不同的正火处理温度和时间可以得到不同的微观组织和性能。

2. 微观组织演变对材料性能的影响热处理的过程中，材料的微观组织会发生演变，进而影响材料的性能。

2.1 晶粒尺寸晶粒尺寸是指材料中晶粒的大小，也是材料中最基本的微观组织参数之一。

晶粒尺寸的变化会显著影响材料的硬度、强度和韧性。

通常情况下，晶粒尺寸越小，材料的硬度和强度越高，韧性越低。

2.2 相含量相含量是指材料中各种相的比例和分布。

材料中的相含量对其性能具有重要影响。

例如，在钢中加入合适的合金元素，并经过热处理，可以形成不同的相结构，从而提高材料的硬度和韧性。

2.3 残余应力热处理过程中引入的残余应力对材料性能也有显著影响。

残余应力可以影响材料的变形、断裂行为和疲劳寿命。

通过合理调控热处理工艺，可以减小或调整材料中的残余应力，提高材料的稳定性和寿命。

3. 调控热处理的方法为了能够更好地调控热处理的微观组织演变，提高材料的性能，人们提出了一系列的方法和技术。

退火工艺对304冷轧带钢组织性能的影响304奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性、耐热性和良好的机械加工性能，广泛应用于石油、化工、电力以及原子能等工业。

但304奥氏体不锈钢是一种低层错能的材料，在生产加工过程中容易产生加工硬化，使强度增加，塑性降低，成形性能变差。

因此，在冷轧后需要进行退火处理，304奥氏体不锈钢退火处理不仅使其具有较好的强度、恢复塑性、防止晶间腐蚀，而且可以消除因压力加工引起的应力。

在生产SUS304奥氏体不锈钢时，经冷轧退火后对其力学性能中的伸长率不够满意。

为此，对此种钢采用相同的冷轧压下率、不同退火工艺处理，通过对其组织性能进行分析，对退火工艺进行了优化。

实验材料为工业生产，经冶炼、铸造，多道次热轧成厚2.74mm，然后经过热退火酸洗、冷轧成厚1.688mm的SUS304不锈钢薄带，冷轧总压下率为38.4%。

具体的生产工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→精炼处理→连铸→推进式加热炉→热轧→控冷→卷曲→(冷轧)开卷→热退火酸洗→冷轧。

材料的化学成分(质量分数，%)为：0.041C，0.4Si，1.19Mn，0.029P，0.005S，18.11Cr，8.01Ni。

将冷轧后SUS304不锈钢材料在SRJX-4-9型电阻炉中按不同退火工艺制度进行退火；将热处理后的材料制成标准的单轴拉伸试样，在AG-10TA万能拉伸机上以15mm/min的速度进行拉伸。

冷轧SUS304不锈钢薄板在退火过程中，退火温度和保温时间的轻微变化影响了带钢的退火软化效果，对其显微组织产生重要的影响，导致其具有不同的力学性能。

冷轧SUS304不锈钢薄板在1050℃退火时，屈服强度和抗拉强度随保温时间的延长呈升高趋势，但退火温度高于1050℃时，屈服强度和抗拉强度随保温时间的延长呈下降趋势；在相同的保温时间下，屈服强度和抗拉强度随温度的上升呈下降趋势；但伸长率变化却不相同，在1050℃时，随保温时间延长而升高；在其他退火工艺中，随保温时间延长，伸长率先升后降。

大应变冷拔钢丝的微观组织与磁学性能涂益友;蒋建清;蔡磊【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2009(045)002【摘要】采用扫描电镜观察了拉拔变形前后SWRH72A钢丝的显微组织,并采用振动样品磁强计测量了钢丝磁学性能随应变量增大的变化趋势.试验结果表明:拉拔变形后,钢丝横截面上平直的珠光体片层变得扭曲弯折,纵截面上呈纤维状组织.随着应变量的增大,微缺陷密度升高,钢丝矫顽力Hc和剩余磁化强度Mr都随之变大.当应变量较小时,钢丝比饱和磁化强度基本不变,为2.885 69×104A·m-1.当应变量增大到2.60时,样品的比饱和磁化强度升高到2.956 33×104A·m-1,计算得知钢丝中渗碳体含量由未变形状态的10.8%降至8.6%.【总页数】4页(P71-73,100)【作者】涂益友;蒋建清;蔡磊【作者单位】东南大学,江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京,211189;东南大学,江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京,211189;法尔胜集团公司,江阴,214433【正文语种】中文【中图分类】TG115.5;TG156.2【相关文献】1.退火处理对大应变冷拔珠光体钢丝性能和微观组织的影响 [J], 涂益友;蒋建清;蔡磊2.大应变量变形珠光体钢丝的显微组织和力学性能 [J], 涂益友;蔡磊;蒋建清3.铁对粉末冶金法制备铝基复合材料微观组织和力学性能及磁学性能的影响 [J],A FATHY;Omyma EL-KADY;Moustafa M M MOHAMMED4.铁对粉末冶金法制备铝基复合材料微观组织和力学性能及磁学性能的影响 [J],A.FATHY;Omyma EL-KADY;Moustafa M.M.MOHAMMED;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;5.冷拔大变形珠光体钢丝微观组织演化与力学性能 [J], 倪自飞;严木香;刘祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第39卷第10期2014年10月HEAT TＲEATMENT OF METALSVol.39No.10October 2014退火温度对1100MPa 级冷轧双相钢组织与性能的影响佟婷婷，赵征志，董瑞，尹鸿祥，丁然，尹衍军，李双娇（北京科技大学冶金工程研究院，北京100083）摘要：在CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火模拟机上研究了720 820ħ不同退火温度下保温100s 对试验钢（0．16C-0．13Si-2．51Mn ）组织性能的影响。

用膨胀仪测定了试验钢的相变点，绘制了不同冷速下的CCT 曲线，利用OM 和SEM 等方法观察了试验钢的组织结构，通过拉伸试验机测定了退火钢板的单轴拉伸性能。

结果表明，试验钢的临界冷速为20ħ/s 左右，有较好的淬透性。

抗拉强度随退火温度升高先升高后略微降低；屈服强度不断升高，变化趋势逐渐变慢；伸长率先升高后降低。

在780ħ退火后，试验钢获得最佳力学性能，其抗拉强度为1101MPa ，伸长率15%，显微组织为铁素体+回火马氏体。

关键词：两相区退火；双相钢；相变点；组织与性能；加工硬化中图分类号：TG142．1文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）10-0011-05Effect of annealing temperature on microstructure and properties of 1100MPa grade cold-rolled dual-phase steelTong Tingting ，Zhao Zhengzhi ，Dong Ｒui ，Yin Hongxiang ，Ding Ｒan ，Yin Yanjun ，Li Shuangjiao（Metallurgy of Engineering Ｒesearch Institute ，University of Science and Technology Beijing ，Beijing 100083，China ）Abstract ：Effect of annealing temperature on microstructure and mechanical properties of tested steel was investigated by use of heat treatment system for thin steel sheet CCT-AY-Ⅱsimulation machine at the range of 720-820ħand holding for 100s．The phase transformation points were measured by dilatometer．CCT curves were drawn at different cooling rates．Microstructure of the steel during annealing process was characterized by means of OM and SEM．Uniaxial tensile properties of the annealed steel sheet were studied by tensile test machine．The results show that the critical cooling rate of tested steel is about 20ħ/s ，which shows a good hardenability．Tensile strength increases firstly and then decreases slightly with the increasing of annealing temperature ；while yield strength increases ，and the increasing tendency is slowing down gradually ；total elongation increases firstly and then decreases．The ultimate tensile strength of 1100MPa and the total elongation of 15%are obtained for the steel annealed at 780ħ，microstructure of the tested steel mainly contains ferrite and tempered martensite．Key words ：intercritical annealing ；dual-phase steel ；phase transformation point ；microstructure and property ；work hardening收稿日期：2014-03-25作者简介：佟婷婷（1987—），女，硕士研究生，主要进行冷轧汽车板研究，联系电话：010-********，E-mail ：tingting0708@126．com 。

冷拉拔珠光体钢丝的组织与力学性能
随着工业的发展，钢丝拉拔技术被应用于高强度钢丝的生产，同时拉拔速度也越来越快，因此现代钢丝生产已经是高速大应变的塑性变形问题，由于我们对这一问题缺乏深度的理解与系统研究，故长期以来我国钢丝制品业的技术进步主要靠经验的摸索，缺乏有力的理论支撑。

鉴于此，本文利用拉伸试验机、扭转试验机、光学显微镜、扫描电子电镜(SEM)、硬度测试仪等设备，较为系统地研究了珠光体钢丝高速大应变生产条件下拉拔形变过程，在大量的形貌分析、微观分析、力学分析、统计分析和综合分析下，研究珠光体钢丝的组织演变和性能变化。

主要成果如下：研究了珠光体钢(70~#钢)从Φ5.5mm冷拉拔至Φ1.8mm左右的变形过程，对钢丝的组织和力学性能的变化情况进行了综合分析。

结果表明，随应变量的提高，70钢的抗拉强度和硬度均提高，抗拉强度、硬度与真应变之间呈线形关系。

利用电子扫描电镜(SEM)对70钢冷拉变过程中的组织演变进行了分析。

变形过程中，横截面上晶粒显著细化，而在纵截面上晶粒逐渐被拉长呈纤维状；珠光体团发生转动，逐渐与拉丝轴平行，渗碳体经历了弯曲、剪切、拉伸等一系列塑性变形后逐渐破碎。

珠光体片层间距随着拉丝应变量的增大而减小，应变量较大时(ε＞1.5)，珠光体片层间距变化正比于exp(-ε／2)。

冷拉拔后的钢丝在300℃以下退火，其高强度性能稳定。

但当退火温度进一步升高时，钢丝叠层组织结构遭到破坏，钢丝强度迅速下降，这说明珠光体钢单向薄片叠层结构是其获得高强度的组织保证。

研究了钢丝表面裂纹的形式和尺寸对扭转性能的影响，结果表明：钢丝表面横向裂纹对扭转
性能的影响最为严重，裂纹走向和变形走向垂直的次之，裂纹走向和变形走向一致的影响最小。

退火工艺对钢材影响引言钢材是一种重要的金属材料，广泛应用于机械制造、建筑工程、航空航天等领域。

在钢材的生产过程中，退火工艺是一种常用的热处理方法，可以改善钢材的性能和组织结构。

本文将探讨退火工艺对钢材的影响，包括退火工艺的基本原理、影响因素以及退火对钢材性能的改善等内容。

退火工艺的基本原理退火是通过加热和冷却的过程，使钢材达到一定的温度和时间条件下，产生一系列物理和化学变化，从而改善钢材的性能和组织结构。

退火工艺的原理主要包括以下几个方面：1.晶粒生长：在退火的过程中，钢材中的晶粒会得到生长，晶界得到清晰化，从而提高钢材的结晶性能。

2.化学分解：在退火的过程中，钢材中的碳、氧等元素会发生化学分解，有利于去除内部的气体和夹杂物，减少钢材的缺陷。

3.应力消除：在退火的过程中，钢材中的内部应力将得到消除，从而提高钢材的变形能力和抗拉强度。

退火工艺的影响因素退火工艺对钢材的影响受到多个因素的共同作用，主要包括以下几个方面：1.温度：退火的温度是影响钢材性能改善的重要因素，高温退火能够加速晶粒生长和化学分解的速度，提高钢材的机械性能；低温退火则能够提高钢材的硬度和耐磨性。

2.时间：退火的时间是决定钢材性能改善程度的关键因素，适当延长退火时间可以使晶粒生长和化学分解更加充分，从而提高钢材的力学性能和韧性。

3.冷却速度：退火后的冷却速度也会对钢材的性能产生影响，快速冷却可以加快晶粒的形成和固化过程，提高钢材的强度；缓慢冷却则有利于降低钢材的应力和提高韧性。

4.化学成分：钢材的化学成分也会影响退火的效果，例如高碳钢在退火过程中易产生大量的碳化物，从而提高硬度和耐磨性。

退火对钢材性能的改善退火工艺可以显著改善钢材的性能和组织结构，主要表现在以下几个方面：1.提高钢材的塑性：退火能够消除钢材中的内部应力，使其具有更好的变形能力和延展性，有利于钢材的加工和成形。

2.改善钢材的韧性：退火可以提高钢材的韧性，减少裂纹的产生和扩展，提高钢材的抗拉强度和抗冲击性能。

金属材料退火工艺对材料微观结构的影响金属材料是工程领域常用的一种材料，广泛应用于机械、建筑、电子、航空等领域。

然而，在加工过程中，金属材料往往会受到各种各样的力作用，导致材料结构的变形和疲劳，这时就需要对材料进行退火处理来恢复其原始性能。

本文将从以下几个方面展开，探讨金属材料退火工艺对材料微观结构的影响。

I. 退火的定义和作用金属材料退火，并不是简单地把材料放在高温下加热，而是通过一系列的加热、保温和冷却环节，使材料微观结构发生改变，从而达到恢复或改善材料性能的目的。

退火的作用主要有以下几点：1. 消除金属材料内部应力，降低其变形和疲劳。

2. 改善金属材料的塑性，提高其延展性。

3. 提高金属材料的硬度和强度。

II. 退火工艺对材料晶粒大小的影响金属材料的微观结构由晶粒组成，晶粒大小决定了材料的性能。

退火过程中，金属材料会在高温下保温一段时间，使晶粒长大并趋于均匀，从而提高其力学性能。

1. 晶粒长大的原理：在晶粒内部，存在着晶界，晶界是不同晶体颗粒之间的交界面，晶界的移动是晶粒长大的主要原因。

2. 晶粒大小对性能的影响：晶粒越小，材料的延展性和韧性越好，而强度则较低。

晶粒越大，材料的强度越高，但韧性和延展性则会下降。

III. 退火过程中材料组分的演变退火工艺不仅会影响金属材料内部晶粒的大小，还会对材料的组分与相结构产生影响。

1. 溶解和析出作用：在退火过程中，常常会出现固溶体中的晶格畸变和空位的扩散，导致材料中的元素迁移甚至固溶体析出。

这种溶解和析出作用，影响了材料的力学性能。

2. 材料相结构的变化：金属材料的力学性能与其相结构有很大关系。

在退火过程中，材料内部的相比例和形貌会发生变化，从而影响了材料的强度和塑性。

IV. 退火工艺对材料表面状态的影响金属材料的表面状态对其机械性能和化学性能都有着很大的影响。

在退火过程中，表面状态也会随着材料的晶粒长大和相结构演变而发生改变。

1. 金属材料表面形貌的变化：在高温下，表面氧化物或污染物会被清除，在退火过程结束时，表面会呈现出光滑平整的状态。

退火和正火对钢组织性能的影响，热处理的选用原则，值得保存学习01.机械零件的加工工艺过程一般零件的加工过程包括如下几个过程：①毛坯阶段（锻造或者铸造成型）；②预备热处理（这里指的是退火和正火，这两道热处理的工序的目的是为了消除前一工序所造成的某些组织缺陷及内应力，改善切削加工性能）；③机械粗加工阶段；④淬火和回火（也叫做表面热处理技术）；⑤机械精加工（提高零件表面精度）。

工艺过程02.退火相关内容通俗来说，“退火”指的是将钢加热到一定温度后，保持一定时间，然后随炉冷却的热处理工艺。

“退火”主要是为了实现下面三个目的：•提高塑性。

有利于提高零件的切削加工性能。

•细化晶粒。

为后续热处理做准备。

•消除残余应力。

可以有效防止工件出现变形和断裂的情况。

根据加热温度的不同，被开发出来的退火方法有完全退火、球化退火和去应力退火三种。

退火•完全退火、球化退火和去应力退火完全退火的目的是为了降低硬度，进一步改善零件的切削加工性能；球化退火同样为了降低硬度，减小工件变形和开裂倾向；去应力退火则是为了消除残余应力。

各种退火方法中温度范围的选择见上图所示。

完全退火的加热温度为Ac3点以上30℃～50℃；球化退火的加热温度为Ac1上20℃～30℃；去应力退火的温度选择范围很宽，根据具体情况而定(500℃～650℃)。

03.正火相关内容正火的目的是为了改善组织性能，消除热加工缺陷，改善零件的切削加工性能，同时也是为了提高硬度，一般是用作最终热处理。

正火•正火温度的选择为缩短工件在高温时的停留时间，而芯部又能达到要求的加热温度，采用稍高于完全退火的温度进行加热处理，一般以零件烧透为准。

•正火应当注意的事项在低碳钢的正火中，如果硬度不够，可以继续提高加热温度，这样就可以提高过冷奥氏体的稳定性，获得较细的珠光体；在中碳钢的正火中，要根据工件的尺寸大小来决定合适的冷却方；过共析钢的正火需要采用较大的冷速。

04.正火、退火后的组织性能•组织成分退火和正火之后获得的组织均是珠光体型组织，不同的是，正火之后获得的珠光体组织片间距细小，退火之后得到的珠光体组织片间距较大。