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退火是一种热处理工艺，用于改变材料（通常是金属）的物理性质，有时是化学性质，以提高其延展性并降低其硬度，使其更易于加工。该过程包括将材料加热到特定温度，在该温度下保持一定时间，然后缓慢冷却。退火的两种主要类型是 完全退火 和 过程退火 。完全退火包括将材料加热到其上限临界温度以上，然后缓慢冷却以细化其晶粒结构并消除内应力。另一方面，工艺退火在较低温度下进行，通常用于软化材料以进行进一步的冷加工，而不会显着改变其微观结构。

要点解释：

1. 完全退火 ：

   • 定义 ：完全退火是将金属加热到其上限临界温度（钢的 Ac3）以上，然后通常在熔炉中缓慢冷却。此过程使材料完全奥氏体化，这意味着它转变为均匀的奥氏体结构。
   • 目的 ：完全退火的主要目标是产生细化的晶粒结构，提高延展性，并消除由铸造或机加工等先前制造工艺引起的内应力。
   • 温度范围 ：对于钢，完全退火通常发生在 816°C – 927°C (1500°F – 1700°F) 的温度之间。
   • 冷却速度 ：材料通常在炉中缓慢冷却，以确保新的晶粒结构稳定且无内应力。

2. 工艺退火 ：

   • 定义 ：过程退火在低于下临界温度（钢的 Ac1）的温度下进行。它通常用于软化在轧制或拉拔等冷加工过程中加工硬化的金属。
   • 目的 ：过程退火的主要目的是恢复因冷加工而变得太硬或太脆的材料的延展性，使其能够进一步加工而不会破裂或断裂。
   • 温度范围 ：对于钢来说，过程退火通常发生在 538°C – 649°C (1000°F – 1200°F) 的温度之间。
   • 冷却速度 ：与完全退火相比，过程退火中的冷却速率不太重要，并且材料通常可以进行空气冷却。

3. 其他类型的退火 ：

   • 虽然完全退火和过程退火是两种主要类型，但还有其他几种专门的退火工艺，例如：
     • 亚临界退火 ：该工艺在略低于 Ac1 温度的温度下进行，用于软化材料，而不会显着改变其微观结构。
     • 等温退火 ：涉及将材料冷却至特定温度并保持该温度，以使微观结构在进一步冷却之前稳定下来。
     • 球化退火 ：用于在显微组织中产生球状或球状碳化物，从而提高切削加工性并降低脆性。

4. 退火阶段 ：

   • 恢复 ：第一阶段，材料被加热到允许晶体结构中的位错移动的温度，从而释放内应力。
   • 再结晶 ：在较高温度下，新的无应变晶粒开始形成，取代冷加工过程中变形的晶粒。
   • 晶粒生长 ：如果材料在高温下保持太长时间，新形成的晶粒会变得更大，这对于某些应用来说可能是不理想的。

5. 退火的应用 ：

   • 完全退火 ：常用于制造需要高延展性和低硬度的钢部件，如齿轮、轴和结构部件。
   • 工艺退火 ：通常应用于金属经过大量冷加工的行业，例如线材、板材和管材的生产。

总之，两种主要类型的退火——完全退火和过程退火——有不同的目的，并根据材料的预期结果进行应用。完全退火用于细化晶粒结构并消除内应力，而过程退火用于恢复加工硬化材料的延展性。了解这些过程对于为特定应用选择合适的热处理方法至关重要。

汇总表：

退火类型	目的	温度范围	冷却速度
完全退火	细化晶粒结构，提高延展性，消除内应力	816°C – 927°C (1500°F – 1700°F)	缓慢冷却（通常在炉中）
工艺退火	恢复加工硬化材料的延展性	538°C – 649°C (1000°F – 1200°F)	风冷或不太关键的冷却

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