完全退火是將鋼件或鋼材加熱至Ac3以上,保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間,使組織完全奧氏體化后進(jìn)行緩慢冷卻,以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。它主要用于亞共析鋼(wc=0.3%~0.6%),其目的是細(xì)化晶粒、均勻組織、消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度和改善鋼的可加工性。低碳鋼和過(guò)共析鋼不宜采用完全退火。低碳鋼完全退火后硬度偏低,不利于切削加工。過(guò)共析鋼加熱至Accm以上奧氏體狀態(tài)緩冷退火時(shí),有網(wǎng)狀二次滲碳體析出,使鋼的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌度顯著降低。
在中碳結(jié)構(gòu)鋼鑄件、鍛(軋)件中,常見(jiàn)的缺陷組織有魏氏組織、晶粒粗大和帶狀組織等。在焊接工件焊縫處的組織也不均勻,熱影響區(qū)具有過(guò)熱組織和魏氏組織,造成很大的內(nèi)應(yīng)力。魏氏組織和晶粒粗大等會(huì)顯著降低鋼的塑性和沖擊韌度,而帶狀組織使鋼的力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性,斷面收縮率較低,尤其是橫向沖擊韌度很低。通過(guò)完全退火,使鋼的晶粒細(xì)化、組織均勻,魏氏組織難以形成,并能消除帶狀組織。
完全退火采用隨爐緩冷,可以保證先共析鐵素體的析出和過(guò)冷奧氏體在Ar1以下較高溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w,從而達(dá)到消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度和改善可加工性的目的。
完全退火工藝參數(shù)的確定。
1)加熱溫度。完全退火溫度必須適當(dāng)?shù)馗哂贏c3點(diǎn),原則上碳素鋼為Ac3+30~50℃,合金鋼為Ac3+50~70℃。
2)保溫時(shí)間。工件在退火溫度下的保溫時(shí)間不僅要保證工件燒透,即工件心部達(dá)到要求的加熱溫度,而且要保證全部得到均勻化的奧氏體。完全退火保溫時(shí)間與鋼材成分、工件厚度、裝爐量和裝爐方式等因素有關(guān)。通常,加熱時(shí)間以工件的有效厚度來(lái)計(jì)算。一般碳素鋼或低合金鋼工件,當(dāng)裝爐量不大時(shí),在箱式爐中退火的保溫時(shí)間可按下式計(jì)算:
t=KD
式中t-保溫時(shí)間(min);
D-工件有效厚度(mm);
K-加熱系數(shù),一般K=1.5~2.0min/mm。
若裝爐量過(guò)大,則應(yīng)根據(jù)具體情況延長(zhǎng)保溫時(shí)間。