退火處理

退火處理（Annealing ），主要是指將材料曝露於高溫一段很長時間後，然後再慢慢冷卻的熱處理製程。主要目的是釋放應力、增加材料延展性和韌性、產生特殊顯微結構等。

退火工藝包括完全退火、球化退火、等溫退火、石墨退火、擴散退火、去應力退火、不完全退火、焊後退火等。

基本介紹

• 中文名：退火處理
• 外文名：Annealing
• 目的1：釋放應力
• 目的2：增加材料延展性和韌性
• 目的3：產生特殊顯微結構

含義

中文名稱：退火處理

英文名稱：Annealing

退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。

退火熱處理分為完全退火，不完全退火和去應力退火，擴散退火，球化退火，再結晶退火。退火材料的力學性能可以用拉伸試驗來檢測，也可以用硬度試驗來檢測。許多鋼材都是以退火熱處理狀態供貨的，鋼材硬度檢測可以採用洛氏硬度計，測試HRB硬度，對於較薄的鋼板、鋼帶以及薄壁鋼管，可以採用表面洛氏硬度計，檢測HRT硬度.把鋼加熱到臨界點Ac1以上或以下的一定溫度，保溫一段時間，隨後在爐中或埋入爐中或導熱性較差的介質中，使其緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態的穩定的組織。

目的

①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘餘應力，防止工件變形、開裂；

②軟化工件以便進行切削加工；③細化晶粒，改善組織以提高工件的機械性能；

④為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。

退火工藝

完全退火

目的細化晶粒，均勻組織，消除內應力和加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能和冷塑性變形能力。

用以細化中、低碳鋼經鑄造、鍛壓和焊接後出現的力學性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部轉變為奧氏體的溫度以上30～50℃，保溫一段時間，然後隨爐緩慢冷卻，在冷卻過程中奧氏體再次發生轉變，即可使鋼的組織變細。

球化退火

用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓後的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20～40℃，保溫後緩慢冷卻，在冷卻過程中珠光體中的片層狀滲碳體變為球狀，從而降低了硬度。

等溫退火

用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結構鋼的高硬度，以進行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏體最不穩定的溫度，保溫適當時間，奧氏體轉變為托氏體或索氏體，硬度即可降低。

④再結晶退火用以消除金屬線材、薄板在冷拔、冷軋過程中的硬化現象（硬度升高、塑性下降）。加熱溫度一般為鋼開始形成奧氏體的溫度以下50～150℃ ，只有這樣才能消除加工硬化效應使金屬軟化。

石墨退火

用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右，保溫一定時間後適當冷卻，使滲碳體分解形成團絮狀石墨。

擴散退火

用以使合金鑄件化學成分均勻化，提高其使用性能。方法是在不發生熔化的前提下，將鑄件加熱到儘可能高的溫度，並長時間保溫，待合金中各種元素擴散趨於均勻分布後緩冷。

去應力退火

用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內應力。對於鋼鐵製品加熱後開始形成奧氏體的溫度以下100～200℃，保溫後在空氣中冷卻，即可消除內應力。

不完全退火

加熱溫度在Ac1~Accm之間，冷卻速度：在500~600℃以上時，碳鋼是100~200℃/h，合金鋼是50~100℃/h，高合金鋼是20~60℃/h，主要用於過共析鋼。

焊後退火

選用純Fe作填充金屬對YG30硬質合金與45鋼進行TIG焊試驗。利用掃描電鏡對退火前後的YG30/焊縫界面區的組織形貌進行分析。結果表明,工業純Fe作填充金屬,在1050℃退火後,焊態的η相不變;在1150℃退火後,開始產生新η相;η相隨退火溫度升高和保溫時間延長而增加。退火時新η相成核於WC-γ相界,吞併WC晶粒而長大,分布在WC顆粒的邊界。

退火裝備

主要影響

分別採用LiF和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)作為聚3-己基噻吩(P3HT)/[6,6]-苯基-C61-丁酸甲脂(PCBM)體系聚合物光伏電池陰極界面層,研究了高溫後退火處理對不同界面層器件性能的影響。研究發現,LiF界面層的引入,在活性層和陰極界面之間形成了較強的偶極作用,從而改善了電池的性能,進一步高溫熱退火處理後仍能保持良好的界面作用,使器件的能量轉換效率得到了進一步的提高。然而BCP界面層的引入,雖然阻擋了金屬電極Al到PCBM的電子轉移,導致複合減小,提高了器件的開路電壓,但是在進一步高溫後退火之後,BCP界面層的完整性遭到破壞,因此使得器件的能量轉換效率降低。

高溫裝置