等溫退火工藝是將鋼件加熱到臨界溫度以上30~50℃（亞共析鋼加熱到Ac3以上，共析鋼和過共析鋼加熱到Ac1以上）保持一定時間，使其奧氏體化和奧氏體均勻化。然後放入另一溫度稍低於Ar1的爐中,或者在原加熱爐中使鋼迅速隨爐冷至稍低於Ar1的溫度進行等溫。在等溫過程中奧氏體將根據所採用等溫溫度的高低而轉變成所需的層片厚薄適宜的珠光體或球化體。當轉變完成後，即可從爐中取出空冷。
基本介紹
- 中文名：等溫退火工藝
- 階段：奧式體化加熱、快冷、出爐空冷
- 套用：熱處理
等溫退火工藝的三個階段,等溫退火的套用,等溫退火的目的,等溫退火工藝規範,工藝參數,組織性能變化,
等溫退火工藝的三個階段
等溫退火工藝的三個階段為：奧氏體化加熱和保溫，快冷至等溫溫度並保持一定時間，出爐空冷。奧氏體化溫度除與鋼種有關外，還必須根據技術要求和鋼的原始組織來調整。
1.較高的奧氏體化溫度可以促進形成層狀組織，較低的奧氏體化溫度容易得到球化體，奧氏體化後鋼的等溫溫度應根據最終欲獲得的性能，從該鋼種的等溫轉變圖來確定。
2.等溫溫度距A1越近，所獲得珠光體的層片越粗（鋼的硬度越低）；距A1越遠，則珠光體的層片越細（鋼的硬度越高）。所以，為了得到最軟的組織，可採用較低的奧氏體化溫度和較高的等溫溫度。
3.選擇等溫溫度時還需考慮過冷奧氏體完成珠光體轉變的時間，也就是應儘量選擇所需時間較短而又能獲得所需硬度的等溫溫度。鋼在等溫溫度所保持的時間較長，可以保證過冷奧氏體的轉變完全，尤其是截面較大的鋼材更應如此。因為從奧氏體化溫度冷卻時必須經過一段時間，鋼的心部才能冷至等溫溫度。
4.等溫後其組織轉變完成，此時鋼材從爐中取出，無論用什麼冷卻方法，其組織都不會再有變化。不過冷卻速度太大，鋼材可能因受應力而發生變形，所以通常多在空氣中冷卻。退火時，對於溫度的控制和準確性，都必須有較高的要求。
等溫退火的套用
可以代替完全退火，主要用於合金鋼。在鋼材生產或加工的各個階段，都可以利用等溫退火，如高合金模具鋼的鋼錠或熱軋鋼坯，當自由冷卻到室溫時，容易出現裂紋，在這種情況下，可將熱的鋼錠或鋼坯放到溫度為700℃左右的等溫退火爐中（該溫度相當於鋼的珠光體轉變溫度），轉變完成以後再自由地冷卻到室溫。模具用合金滲碳鋼常進行等溫退火。
等溫退火的目的
1.降低鋼的硬度、提高塑性，以利於切削加工和冷變形加工。
2.消除鋼件中的殘餘應力，以穩定鋼件的尺寸，防止和減少模具最終熱處理後的變形和開裂。
3.細化晶粒，均勻鋼的組織和成分,改善鋼的組織與性能，為後續的熱處理做好準備。
等溫退火工藝規範
鋼件加熱到高於Ar3(或Ar1)的溫度，保持適當時間後，較快地冷卻到珠光體轉變溫度區間的某一溫度，並等溫保持使奧氏體轉變為珠光體型組織，然後在空氣中冷卻的退火工藝稱為等溫退火。與相同成分鋼比較完全退火必須緩冷才能保證在預期的過冷度下進行珠光體轉變，所以工藝周期很長，但是等溫退火是鋼奧氏體化後快冷到Ar1--(30-40)℃的溫度在爐中進行等溫分解，故可大大縮短工藝時間。所以等溫退火可作為完全退火、不完全退火、球化退火的重要工藝改進的途徑。
等溫退火的加熱溫度與完全退火或球化退火相同，等溫分解溫度由鋼材所需硬度決定，一般選擇Ar1--(30~100)℃，等溫保溫時間包括等溫轉變曲線上規定的組織轉變間與鋼材截面降到等溫溫度時的均溫透冷時間。
等溫退火工藝周期短，沿截面組織比較均勻一致，因此特別適於大件及合金鋼件的退火。在其退火過程伴隨著擴氫退火。
工藝參數
加熱溫度：視對組織的要求而定,可與完全退火相同或與球化退火加熱溫度相同（Ar3~Ar1）。
等溫溫度：由鋼材成分及退火後硬度要求而定。
等溫冷卻：可空冷到室溫,大件需要緩冷到<500℃空冷。
組織性能變化
細化晶粒、降低硬度、提高塑性,去除內應力,可按工藝要求獲得片狀或粒狀珠光體。
