【正文】 織稱為魏氏組織。實(shí)際生產(chǎn)中遇到的魏氏組織大多是鐵素體魏氏組織，其形態(tài)如圖212所示。 圖212 魏氏組織形態(tài) 400魏氏組織常伴隨著奧氏體晶粒粗大而出現(xiàn)，因此，使鋼的力學(xué)性能尤其是塑性和沖擊韌性顯著降低，同時使脆性轉(zhuǎn)折溫度升高。魏氏組織容易出現(xiàn)在過熱鋼中，因此，奧氏體晶粒越粗大，越容易出現(xiàn)魏氏組織。鋼由高溫較快地冷卻下來往往容易出現(xiàn)魏氏組織，慢冷則不易出現(xiàn)。鋼中的魏氏組織一般可通過細(xì)化晶粒的正火、退火以及鍛造等方法加以消除，程度嚴(yán)重的可采用二次正火方法加以消除。 第三節(jié) 鋼的退火與正火將鋼加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋匾欢〞r間，然后緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝稱退火。正火則是將鋼加熱到Ac3(對亞共析鋼)或Acm（對過共析鋼）以上適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時間，使之完全奧氏體化，然后在空氣中冷卻，以得到珠光體類型組織的一種熱處理工藝.。一、完全退火完全退火是將鋼加熱到Ac3溫度以上，保溫足夠的時間，使組織完全奧氏體化后緩慢冷卻，以獲得平衡組織的熱處理工藝。完全退火的目的是為了細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng) 力和熱加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能和冷塑性變形能力。 完全退火溫度不宜過高，一般在Ac3以上2030℃, 退火時間不僅要保證工件心部達(dá)到所要求的溫度，還要保證工件組織轉(zhuǎn)變所需的時間。退火冷卻速度應(yīng)緩慢，以保證奧氏體在Ac1溫度以下不大的過冷條件下進(jìn)行珠光體轉(zhuǎn)變，避免硬度過高。表21列出了常用結(jié)構(gòu)鋼退火和正火工藝規(guī)范。二、不完全退火 不完全退火是將鋼加熱至Ac1~Ac3（亞共析鋼）或Ac1~ 圖213 退火、正火加熱溫度范圍Acm(過共析鋼）之間，保溫后緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。主要目的是降低硬度，改善切削加工的性能，消除內(nèi)應(yīng)力。由于加熱到兩相區(qū)溫度，組織沒有完全奧氏體化，僅使珠光體發(fā)生相變，重新結(jié)晶轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。因此，基本上不改變先共析鐵素體或滲碳體的形態(tài)及分布。 表21 常用結(jié)構(gòu)鋼退火及正火工藝規(guī)范和硬度鋼號 臨 界 點(diǎn) （℃） 退 火 正 火Ａc1 Ac3 Ar1 加熱溫度（℃） 冷　卻 HB 加熱溫度（℃） HB354545Mn240Cr35CrMo40MnB40CrNi40CrNiMoA65Mn60Si2Mn50CrV2020Cr20CrMnTi20CrMnMo38CrMoAlA 724724715743755730731732726755752735766740710800 802780770782800780769774765810788855838825830940 680682640693695650660689700688680702650620730 850~880800~840810~840830~850830~850820~860820~850840~880780~840840~860860~890850~870840~870 爐冷爐冷爐冷爐冷爐冷爐冷爐冷600℃爐冷爐冷爐冷爐冷爐冷爐冷 ≤187≤197≤217≤207≤229≤207≤229≤229185~255≤179≤217≤229 860~890840~870820~860850~870850~870850~900870~900~890~920820~860830~860850~880890~920870~900950~970870~900930~970 ≤191≤226187~241≤250≤241197~207≤250220~270≤269≤254≤288≤156≤270156~207179~229表22 常用工具鋼退火及正火工藝規(guī)范和硬度鋼號 臨 界 點(diǎn) （℃） 退 火 正 火Ａc1 Ac3Acm Ar1 加熱溫度（℃） 等溫（℃） HB 加熱溫度（℃） HB3Cr2Mo (P20)3Cr2Ni1Mo (718)2Cr13 (420)4Cr13 (S136)T8AT10AT12A9Mn2V9SiCr9CrWMn (O1)CrWMnCr2GCr15Cr12 (D3)Cr12MoV (SKD11)Cr12Mo1V1 (D2)W18Cr4V (T1)W6Mo5Cr4V2 (M2)5CrMnMo5CrNiMo4Cr5MoSiV (H11)4Cr5MoSiV1 (H13)4Cr5W2SiV3Cr2W8V (H21) 767715820820730730730736770750745810820860710710820 82077095011008008207658709409007607701100 640780700700700652730710700760760770650680790 850850880860~880740~760750~770750~770760~780790~810770~790790~810850~870850~870850~880850~870850~870850~870850~860 720700爐冷730~750650~680680~700680~700670~690700~720680~700710~720720~750720~750730~750740~750~680~680720~740 235250149~207≤187≤197≤207≤229197~241207~255207~229207~255207~255207~255≤255197~241197~241 760~780800~850850~870870~880970~990900~950 241~302255~321269~341270~390過共析鋼的退火一般采用不完全退火。表22為常用工具鋼的退火及正火工藝規(guī)范，如采用等溫退火還可以使片狀珠光體球化，為下道工序作組織準(zhǔn)備。三、球化退火 球化退火是使鋼中的碳化物球化，獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝，它實(shí)際上是屬不完全退火的一種退火工藝。球化退火的目的是為了降低硬度，改善機(jī)加工性能，以及獲得均勻的組織，改善熱處理工藝性能，為以后的淬火作組織準(zhǔn)備。過共析鋼鍛件鍛后的組織一般為細(xì)片狀珠光體，如果鍛后冷卻不當(dāng)，還會存在網(wǎng)狀滲碳體，不僅鍛件難于加工，而且增大鋼的脆性，淬火時容易產(chǎn)生變形或開裂。因此，鍛后必須進(jìn)行球化退火處理，使碳化物球化以獲得粒狀珠光體組織。常用的球化退火工藝主要有三種：一次球化退火；等溫球化退火；往復(fù)球化退火。四、擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火又稱為均勻化退火，其目的是消除晶內(nèi)偏析，使成分均勻化，擴(kuò)散退火的實(shí)質(zhì)是使鋼在奧氏體中進(jìn)行充分?jǐn)U散。所以擴(kuò)散退火的溫度高、時間長。擴(kuò)散退火加熱溫度選擇在Ac3或Acm以上150~表23 常用退火工藝分類及應(yīng)用名稱 工 藝 曲 線 工 藝 特 點(diǎn) 主要目的 適用范圍擴(kuò)散退火 加熱至Ac3+150~200℃，長時間保溫后緩慢冷卻 成分均勻化 鑄鋼件及具有成分偏析的鍛軋件等完全退火 加熱至Ac3+30~50℃，保溫后緩慢冷卻 細(xì)化組織，降低硬度 鑄、焊件及中碳鋼和中碳合金鋼鍛軋件等不完全退火 加熱至Ac1+40~60℃，保溫后緩慢冷卻 細(xì)化組織，降低硬度 中、高碳鋼和低合金鋼鍛軋件等。（組織細(xì)化程度低于完全退火）等溫退火 加熱至Ac3+30~50℃(亞共析鋼)或Ac1+20~40℃(共析鋼和過共析鋼)，保溫后隨爐冷至稍低于Ar1進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，然后在空氣中冷卻（空冷） 細(xì)化組織，降低硬度 中碳合金鋼和某些高合金鋼。（組織與硬度比完全退火更為均勻）球化退火 加熱至Ac1+20~40℃或Accm20~30℃，保溫后隨爐緩冷或等溫冷卻。 碳化物球化，降低硬度，提高塑性 工模具及軸承鋼件，結(jié)構(gòu)鋼冷擠壓件等。再結(jié)晶退火或中間退火 加熱至Ac150~150℃,保溫后空冷。 消除加工硬化 冷變形鋼材和鋼件去應(yīng)力退火 加熱至Ac1100~200℃，保溫后空冷或爐冷至200~300℃，再出爐空冷。 消除內(nèi)應(yīng)力 鑄鋼件、焊接件及鍛軋件300℃，保溫時間通常是根據(jù)鋼件最大截面厚度按經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算，一般不超過15h。保溫后隨爐冷卻, 冷至350℃以下可以出爐。經(jīng)擴(kuò)散退火后，奧氏體晶粒十分粗大，因此必須進(jìn)行一次完全退火或正火處理．以細(xì)化晶粒，消除過熱缺陷。五、去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火的目的是為消除鑄、鍛、焊、冷沖件中的殘余應(yīng)力．以提高工件的尺寸穩(wěn)定，防止變形和開裂。去應(yīng)力退火是將工件加熱至Ac1以下某個溫度(一般在500~650℃)。保溫一定時間后緩慢冷卻，冷至200300℃后出爐．空冷至室溫。六、再結(jié)晶退火 再結(jié)晶退火是將冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，保溫適當(dāng)時間后使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌牡容S晶粒，同時消除加工硬化和殘余應(yīng)力的熱處理工藝再結(jié)晶退火溫度高于再結(jié)晶溫度．而再結(jié)晶溫度除與金屬的化學(xué)成分有關(guān)外．還與它的冷變形量有關(guān)。一般鋼材的再結(jié)晶退火溫度為650700℃ ,保溫l3 h ，然后空冷至室溫。以上的常用退火方法的主要特點(diǎn)及應(yīng)用范圍見表23。七、鋼的正火 正火是將鋼加熱到Ac3（對亞共析鋼）或Accm（對過共析鋼）以上適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時間，使鋼完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后進(jìn)行空冷，以得到珠光體類型組織的一種熱處理工藝。 正火與完全退火相比，兩者的加熱溫度相同，但正火的冷卻速度較快，轉(zhuǎn)變溫度較低，因此，亞共析鋼正火后析出的鐵素體較退火時少，而珠光體量較多，且它的片間距較小，而過共析鋼正火可抑制先共析網(wǎng)狀滲碳體的析出。正火后，鋼的強(qiáng)度、硬度也較退火的高。各種常用鋼的正火加熱溫度和硬度值見表222。 八、鋼的正火退火缺陷1．硬度過高：退火冷卻速度相對較快，形成索氏體、屈氏體、或馬氏體等組織?？芍匦峦嘶鸹蚋邷鼗鼗稹?．球化不完全或球化不均勻：球化退火前未消除網(wǎng)狀碳化物，存在大塊碳化物，可先正火再球化退火。3．網(wǎng)狀組織：加熱溫度過高或冷卻速度過慢，鐵素體或碳化物呈網(wǎng)狀析出?？芍匦抡鹣?。4．粗大魏氏組織。加熱溫度過高，奧氏體晶粒粗大，冷卻又較快時出現(xiàn)。鐵素體呈片狀按羽毛或三角形分布在原奧氏體晶粒。可以用重新正火消除。 第四節(jié) 鋼的淬火與回火將鋼加熱到臨界點(diǎn)Ac3或Ac1以上的某一溫度，保溫一定時間，然后以大于臨界淬火速度冷卻得到馬氏體或貝氏體為主的組織的熱處理工藝稱為淬火。淬火后，鋼的強(qiáng)度和硬度及耐磨性得到顯著提高一、淬火加熱 淬火加熱溫度的選擇應(yīng)以獲得均勻細(xì)小的奧氏體晶粒為原則，以便淬火后獲得細(xì)小的馬氏體組織。一般為鋼的臨界點(diǎn)以上30~50℃。如果加熱溫度太低，不能獲得足夠多的馬氏體．但如果加熱溫度太高，則會引起奧氏體晶粒粗大，淬火后得到粗大馬氏體，會引起鋼的韌性降低。 為了使工件各部分均能完成組織轉(zhuǎn)變，需要在淬火加熱溫度下保溫一定時間。影響加熱的因素主要有加熱介質(zhì)、鋼的成分、加熱工件的形狀、尺寸、裝爐方式和裝爐量等。 表24列出了一些常用鋼的淬火工藝規(guī)范和淬火后的硬度。 表2 4 常用鋼的淬火工藝規(guī)范和淬火后的硬度鋼 號 加熱溫度(℃) 冷卻介質(zhì) 硬 度(≧/HRC) 鋼 號 加熱溫度(℃) 冷卻介質(zhì) 硬 度(≧/HRC)35455020Cr﹡40Cr42CrMo40CrMnMo35CrMo3Cr2Mo3Cr2Ni1Mo50CrVA65Mn60Si2Mn20CrMnTi﹡20CrMnMo﹡18CrNiMoA﹡38CrMoAl2Cr133Cr134Cr139Cr18 870820~850820~840790~820850~870840~860850~870830~860850~880840~860850~870790~820840~870850~870840~860860~890930~950980~1050980~1050980~1050 水水水油、水油油、水油油油油油油油油油油油油油油油油 5052555550455245505052556055555555