在冶金学中，退火的两种主要类型是完全退火和过程退火。虽然它们都旨在软化金属并提高其延展性，但在所用温度和最终获得的微观结构方面存在显著差异。完全退火将材料完全重置到其最柔软的状态，而过程退火是一种更具针对性的中间处理，用于实现进一步加工。
根本性的选择不仅仅是使用哪种类型的退火，而是要理解你的最终目标。你必须决定你是需要绝对最大的柔软度以进行关键成形操作（完全退火），还是仅仅需要足够的可加工性以继续制造过程（过程退火）。
退火的核心目的：恢复可加工性
在比较这些方法之前，了解退火的必要性至关重要。制造过程从根本上改变了金属的内部结构，而退火是用于逆转这些变化的主要工具。
逆转加工硬化
当金属被弯曲、拉伸或冷加工时，其内部晶体结构（晶粒）会发生扭曲和应变。这种被称为加工硬化的效应会使材料更强、更硬，但也会显著降低其延展性并使其更脆。
提高延展性和成形性
退火可以恢复延展性，即材料在不发生断裂的情况下变形的能力。通过使材料更软、更具延展性，它可以允许进行进一步的成形操作，否则这些操作会导致工件开裂。
消除内部应力
焊接或铸造等过程会在材料不均匀冷却时引入显著的内部应力。这些内应力可能会随着时间的推移导致过早失效或变形。退火使金属的内部结构得以松弛，从而有效地消除这些隐藏的应力。
深入了解两种主要方法
在完全退火和过程退火之间进行选择取决于所需的温度、时间和特定的材料性能。
完全退火：完全重置
完全退火旨在使金属达到最柔软、最具延展性的状态。
该过程涉及将金属加热到高于其上临界温度，保持足够长的时间使内部结构完全转变，然后极其缓慢地冷却，通常是通过将其留在关闭的炉内。这会产生均匀且无应力的晶粒结构，最大限度地提高柔软度。
过程退火：有针对性的处理
过程退火（也称为中间退火或亚临界退火）是在不同冷加工阶段之间使用的一种更务实、更常见的方法。
在此过程中，金属被加热到低于其下临界温度的温度。这仅够热，可以实现再结晶——形成新的、无应变的晶粒——但不足以引起完全退火中出现的完全结构转变。冷却可以更快，通常在静止空气中进行。
了解权衡
选择正确的退火方法是冶金要求、成本和生产时间之间的平衡。
所需性能与成本
完全退火可产生最佳的延展性和柔软度，但高温和极长、缓慢的冷却周期使其成为能耗最高、成本最高的选择。
过程退火无法达到最大的柔软度，但它能以极少的时间和成本恢复足够的延展性，以适应大多数后续的成形操作。
时间和产量
完全退火所需的缓慢炉内冷却可能需要数小时，这在生产环境中会造成严重的瓶颈。
过程退火更快的加热和空气冷却允许实现更高的产量，使其非常适合需要分阶段软化的多阶段制造。
对最终微观结构的影响
完全退火从根本上改变了金属的相并产生了粗大的晶粒结构，这非常有利于延展性，但可能不利于最终强度。
过程退火主要使现有结构再结晶，而不会发生相变，提供更细的晶粒结构，在保持比完全退火零件更多的硬度的同时消除应力。
为你的目标做出正确的选择
你的具体目标决定了哪种退火工艺是合适的工程选择。
- 如果你的主要重点是为困难的成形操作实现最大的柔软度和可加工性：完全退火是完全重置材料性能的正确选择。
- 如果你的主要重点是恢复足够的延展性以继续进行另一阶段的冷加工：过程退火是更快、更经济的解决方案。
- 如果你的主要重点是简单地消除焊接或铸造部件的内部应力：特定类型的亚临界处理，即应力消除退火，是最有效的方法。
最终，选择正确的热处理是关于精确控制材料的内部结构以实现所需的性能。
摘要表：
| 特征 | 完全退火 | 过程退火 |
|---|---|---|
| 主要目标 | 最大的柔软度和延展性 | 为进一步加工恢复可加工性 |
| 温度 | 加热至上临界温度以上 | 加热至下临界温度以下 |
| 冷却速率 | 非常慢（炉内冷却） | 较快（空冷） |
| 微观结构 | 粗大、均匀的晶粒 | 更细的再结晶晶粒 |
| 成本与时间 | 成本较高，过程较长 | 成本较低，产量更高 |
| 最适用于 | 关键成形操作，完全重置 | 中间阶段，应力消除 |
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