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退火和去應力退火是熱處理工藝中兩種不同的處理方式,它們在目的、工藝參數、應用場景和組織變化等方面存在顯著差異。以下是兩者的詳細對比:
一、核心目的不同
退火(Annealing)
廣義目的:通過加熱、保溫和冷卻操作,改善金屬的綜合性能,包括降低硬度、提高塑性、消除內應力、細化晶粒、均勻組織等。
具體目標:根據材料類型和工藝細分,退火可進一步分為退火、球化退火、等溫退火等,分別用于改善切削性、成型性或為后續淬火做準備。
典型應用:
低碳鋼:退火后硬度降低,便于冷軋、沖壓等冷加工。
高碳鋼:球化退火使碳化物呈球狀分布,提高切削性和淬火后的韌性。
去應力退火(Stress Relief Annealing)
目的:消除金屬在加工(如鑄造、焊接、鍛造、機加工)或熱處理過程中產生的殘余內應力,防止零件在后續使用或加工中變形或開裂。
典型應用:
焊接件:消除焊接熱影響區的殘余應力,避免應力腐蝕開裂。
精密零件:如模具、量具,防止機加工后因應力釋放導致尺寸變化。
鑄件:減少鑄造應力,防止開裂或變形。
二、工藝參數差異
參數退火去應力退火
加熱溫度通常較高,需根據材料類型選擇:
- 亞共析鋼:Ac3以上30-50℃
- 過共析鋼:Ac1以上20-30℃較低,一般低于相變溫度(Ac1),通常為500-650℃(碳鋼),鋁合金為250-350℃
保溫時間較長,需確保組織充分轉變(如退火保溫時間可能達數小時)較短,通常為1-4小時,僅需使應力充分釋放
冷卻方式緩慢冷卻(隨爐冷、埋砂冷或空冷),以獲得平衡組織極緩慢冷卻(隨爐冷至200℃以下再出爐),避免新應力產生
三、組織變化對比
退火
組織轉變:通過加熱至相變溫度以上,使原組織(如馬氏體、珠光體)轉變為奧氏體,再通過緩冷獲得平衡組織(如鐵素體+珠光體)。
性能影響:硬度降低、塑性提高、晶粒細化、消除帶狀組織或網狀碳化物。
示例:
45鋼退火后:硬度從HRC20-25降至HRC15-18,便于冷鐓或切削加工。
T12鋼球化退火后:碳化物呈球狀分布,淬火后馬氏體針細小,韌性提高。
去應力退火
組織不變:加熱溫度低于相變點,不發生組織轉變,僅通過原子擴散消除應力。
性能影響:殘余應力降低,但硬度、強度等力學性能基本不變。
示例:
焊接后的Q345鋼構件:去應力退火后,殘余應力從200MPa降至50MPa以下,有效防止應力腐蝕開裂。
精密模具:機加工后去應力退火,尺寸穩定性提高,使用壽命延長30%以上。
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