【正文】 等溫退火即是把鋼加熱到臨界點(diǎn)以上溫度，使其轉(zhuǎn)變?yōu)閵W 氏體，并保溫一段時(shí)間使奧氏體均勻后，冷卻到預(yù)定溫度， 并在該溫度下保溫一段時(shí)間，使奧氏體等溫分解成珠光體 的熱處理工藝。 等溫退火的加熱溫度與完全退火的加熱溫度一樣。二者不 同之處在于冷卻方式。這種退火方式可以說(shuō)是完全退火的 特殊形式。 目的：組織均勻，硬度較低。 適用范圍：合金鋼。 ⑤ 、球化退火 球化退火即是將鋼按照完全退火的加熱速度加熱到 Ac1＋ （ 20~30 ℃ ），保溫后，再按照每小時(shí) 20~50 ℃ 的速度降至 該鋼 Ar1以下一個(gè)溫度，并在這個(gè)溫度保溫較長(zhǎng)時(shí)間，最后 隨爐冷至 450~500 ℃ 左右出爐，再在空氣中冷卻的工藝。 通過(guò)這種退火后，珠光體中的滲碳體及鋼中的二次滲碳體均 為球狀，故稱為球化退火。 目的：降低硬度， 以便于加工，并使鋼中的滲碳體變?yōu)榍? 狀，以為淬火作好組織準(zhǔn)備。 二、金屬在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中的變化 ? 金屬的蠕變 金屬在高溫下，即使其所受的應(yīng)力低于金屬在該溫度的屈服點(diǎn)， 在這樣的應(yīng)力長(zhǎng)期作用下，也會(huì)發(fā)生緩慢的但是連續(xù)的塑性變形， 這樣的一種現(xiàn)象稱為蠕變現(xiàn)象，所發(fā)生的變形稱為蠕變變形（或 蠕脹）。 ? 金屬的蠕變曲線 蠕變現(xiàn)象通常用畫(huà)在“變形－時(shí)間”坐標(biāo)上的曲線來(lái)表示，這種曲線稱為蠕變曲線。盡管不同的金屬和合金在不同條件下所得到的蠕變曲線不盡相同，但它們都有一定的共同特征，把這些共同特征表示出來(lái)的蠕變曲線就叫做典型蠕變曲線。典型蠕變曲線見(jiàn)附圖，它描述在恒定溫度、恒定拉應(yīng)力下金屬的變形隨時(shí)間的變化規(guī)律。 變形量 ε＝常數(shù)ζ ＝常數(shù)ε 3ε 2ε 1ε 0η 1 η 2η 3時(shí)間 η典型蠕變曲線 ? 金屬在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中組織的變化 無(wú)論奧氏體鋼或珠光體鋼，在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行，不但會(huì)發(fā)生蠕變、斷裂和應(yīng)力松弛等形變過(guò)程，而且還會(huì)發(fā)生一些組織和性能的變化。 鍋爐、汽輪機(jī)高溫部件所用鋼材在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的組織性能變化主要有： 珠光體的球化和碳化物的聚集； 石墨化 （僅限于不含鉻的珠光體耐熱鋼）； 時(shí)效和新相的形成（如不銹鋼中 б 相的形成等）； 熱脆性； 合金元素在固溶體中和碳化物相之間的重新分配。 等等。 ? 珠光體的球化和碳化物的聚集 這是所有珠光體耐熱鋼最常見(jiàn)的組織變化。 珠光體球化是指鋼中原來(lái)的珠光體中的片層狀滲碳體（在合金鋼中稱合金滲碳體或碳化物）在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行，逐步改變自己的形狀而成為球狀的現(xiàn)象。球化后的碳化物繼續(xù)增大自己的尺寸，使小直徑的球變成大直徑的球，這就是碳化物的聚集。 ? 珠光體的球化對(duì)鋼的性能的影響 一般來(lái)說(shuō)，珠光體球化對(duì)鋼的室溫力學(xué)性能和耐熱性均有一定程度的影響，對(duì)于不同的鋼，其影響程度不一。 ⑴ 、珠光體球化會(huì)使鋼的室溫強(qiáng)度極限和屈服點(diǎn)降低。 ⑵ 、珠光體球化會(huì)使鋼的蠕變極限和持久強(qiáng)度降低。 ? 石墨化 石墨化就是鋼中的滲碳體分解成為游離碳并以石墨形式析出，在鋼中形成石墨夾層的現(xiàn)象。 碳鋼和 ％ Mo鋼等不含鉻的珠光體耐熱鋼在高溫長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生石墨化的現(xiàn)象。 ? 石墨化對(duì)鋼的性能的影響 當(dāng)鋼中產(chǎn)生石墨化現(xiàn)象時(shí)，由于碳從滲碳體中析出成為石墨，鋼中滲碳體數(shù)量減少；另外，石墨在鋼中割裂基體，起裂紋作用，而石墨本身強(qiáng)度又極低，因此，石墨化對(duì)鋼的強(qiáng)度有所影響。 另外，由于鋼的室溫沖擊性能也有一定的影響。 ? 時(shí)效和新相的形成 耐熱鋼或耐熱合金的時(shí)效過(guò)程是指它們?cè)陂L(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移而從組織中過(guò)飽和固溶體內(nèi)析出一些強(qiáng)化相質(zhì)點(diǎn)而使金屬的性能隨時(shí)間發(fā)生變化的現(xiàn)象。 當(dāng)耐熱鋼和耐熱合金中的固溶體由于熱處理時(shí)從高溫冷卻較快或別的原因，使固溶于其中的合金元素來(lái)不及析出時(shí)，就形成不穩(wěn)定的過(guò)飽和固溶體。在以后的運(yùn)行中就會(huì)發(fā)生時(shí)效。 時(shí)效可分為三個(gè)階段。第一階段是時(shí)效過(guò)程在金屬晶格內(nèi)的準(zhǔn)備階段，它僅有一些物理性能如電阻等的變化，在此階段鋼和合金的強(qiáng)度和硬度幾乎不發(fā)生變化；第二階段在組織上析出了分散的強(qiáng)化相質(zhì)點(diǎn)，使鋼的強(qiáng)度、硬度和蠕變極限提高，并使塑性、韌性降低；在時(shí)效的第三階段，是這些析出的分散相的聚集。由于這些細(xì)小的、分散的質(zhì)點(diǎn)聚集成大的質(zhì)點(diǎn)，因而強(qiáng)化作用消失，強(qiáng)度、硬度降低，同時(shí)，蠕變極限和持久強(qiáng)度也顯著降低。 時(shí)效過(guò)程也就是新相形成的過(guò)程，因?yàn)槲龀龅姆稚⑾嘁簿褪窃诮饘僦行纬傻男孪唷? ? 合金元素在固溶體和碳化物相之間的重新分配 鋼在高溫長(zhǎng)期作用下，不但會(huì)發(fā)生珠光體球化、石墨化、時(shí)效等，鋼中合金元素還會(huì)發(fā)生在固溶體和碳化物相之間的重新分配過(guò)程。這一過(guò)程的發(fā)生是由于在高溫下合金元素原子活動(dòng)能力的增加而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移過(guò)程。 目前，火力發(fā)電廠用的最多的是珠光體耐熱鋼和馬氏體耐熱鋼。在這些鋼中，歸根到底只有兩種相：固溶體和碳化物。鋼中的合金元素不是存在于固溶體中，就是存在于碳化物中。當(dāng)形成固溶體時(shí)，合金元素的原子是要溶入到鐵的晶格中去的。合金元素的原子直徑是與鐵原子的直徑不同的，因而形成固溶體時(shí)要產(chǎn)生晶格畸變，有畸變的晶格是不穩(wěn)定的。因此，在高溫長(zhǎng)期作用下，只要溫度水平能使合金元素原子有充分的活動(dòng)能力，它就力求從固溶體中出來(lái)轉(zhuǎn)移到較為穩(wěn)定的碳化物中去。這種過(guò)程也叫做固溶體的貧化。固溶體的貧化會(huì)使鋼的強(qiáng)度、蠕變極限和持久強(qiáng)度下降。 合金元素在固溶體和碳化物相之間的重新分配過(guò)程包括兩個(gè)方面：一為固溶體、碳化物中合金含量的變化（即稱為碳化物成分的變化），二為運(yùn)行過(guò)程中同時(shí)發(fā)生的碳化物結(jié)構(gòu)類型、數(shù)量 和發(fā)布形式的變化。 三、金屬力學(xué)性能試驗(yàn)基本知識(shí) 金屬材料的力學(xué)性能是金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的特性，如彈性、強(qiáng)度、硬度、韌性、塑性等。不同的受力條件會(huì)使金屬材料表現(xiàn)出不同的特性，如靜力拉伸力作用下金屬材料的強(qiáng)度和塑性特性，動(dòng)力負(fù)荷即沖擊負(fù)荷下金屬材料所表現(xiàn)出來(lái)的韌性特性指標(biāo)等。 ? 靜力試驗(yàn)下的力學(xué)性能 靜力試驗(yàn)的意義是，向試樣上加力（負(fù)荷、載荷）的速度是緩慢而均勻的，或者是以固定不變的力加在試樣上并保持很長(zhǎng)的時(shí)間。顯然，在靜力試驗(yàn)時(shí)，試樣的變形速度不大。 ? 拉伸試驗(yàn) 在拉伸試驗(yàn)時(shí)，可以得到以下力學(xué)性能的指標(biāo)： ⑴ 、抵抗微小的塑性變形的能力 這種性能常常用屈服點(diǎn) ReL來(lái)說(shuō)明。 ⑵ 、抵抗大的塑性變形的能力 這種性能常常用強(qiáng)度極限 Rm來(lái)說(shuō)明。 ⑶ 、塑性 試樣在斷裂時(shí)的塑性變形的大小，這種性能常常用延伸率 A和斷面收縮率 Z來(lái)說(shuō)明。 ? 拉伸曲線 在對(duì)金屬拉伸試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，可以得到一條畫(huà)在負(fù)荷－伸長(zhǎng)量坐標(biāo)上的曲線，這就是拉伸曲線。 圖中負(fù)荷與伸長(zhǎng)量之間能保持直線關(guān)系的最大負(fù)荷稱為比例極限負(fù)荷 Pp ；金屬能保持虎克定律的最大負(fù)荷稱為彈性極限負(fù)荷 Pe （比例極限負(fù)荷和彈性極限負(fù)荷在位置上非常接近）； Ps稱為屈服負(fù)荷，金屬在這個(gè)負(fù)荷下開(kāi)始屈服（即不增加負(fù)荷，變形也能自動(dòng)增加）； PB稱為最大負(fù)荷 。 PZ稱為斷裂負(fù)荷。 載荷伸長(zhǎng) ΔPpPePsPBPZΔ l塑性Δ l彈性Δ l全部拉伸曲線 拉伸試驗(yàn)時(shí)的力學(xué)性能指標(biāo)： ⑴ 、比例極限 б p 是指應(yīng)力和相對(duì)伸長(zhǎng)成正比例的最大應(yīng)力。 ⑵ 、彈性極限 б e 是指在不產(chǎn)生永久塑性變形的前提下，金屬材料所能承受 的最大應(yīng)力。在工程上規(guī)定，彈性極限是使試樣產(chǎn)生 ～ %永久變形的應(yīng)力。 ⑶ 、屈服點(diǎn) б s 是指不增加負(fù)荷而使試樣變形增加的最小應(yīng)力。 有時(shí)