退火是一种关键的热处理工艺，用于改变材料（尤其是金属）的微观结构，以改善其机械和电气性能。该工艺包括将材料加热到特定温度，保持该温度使缺陷得到修复，然后缓慢冷却。为了防止退火过程中的氧化和污染，需要使用特定的气体来营造保护气氛。最常用的退火气体是高纯度惰性气体，如氩气（Ar）和超高纯度氢气（H2）。这些气体可确保环境清洁、无杂质，通常用于压力范围精确的真空退火工艺中。
要点说明
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退火的目的:
- 退火主要用于降低硬度、增加延展性和消除金属内应力。
- 这需要将金属加热到一定温度，使其晶体结构变为流体，但仍保持固态，从而使缺陷得以自我修复。
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气体在退火中的作用:
- 退火过程中使用气体营造保护气氛，防止金属氧化和污染。
- 气体的选择取决于退火的材料和工艺所需的结果。
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退火过程中常用的气体:
- 氩 (Ar):一种惰性气体，不会与金属发生反应，因此非常适合营造中性气氛。常用于真空退火工艺。
- 氢气 (H2):超高纯度氢用于退火工艺，尤其是氢真空炉。它有助于减少金属表面的氧化物，使表面更光洁。
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纯度和压力要求:
- 退火需要纯度超过 99.99% 的高纯度惰性气体，以确保没有杂质影响金属。
- 在真空退火工艺中，这些气体的压力范围通常在 0.05 至 0.07 兆帕之间。
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不同气体的应用:
- 氩气:常用于需要尽量减少氧化的不锈钢和其他合金的退火处理。
- 氢气:通常用于氧化还原材料的退火，如某些类型的钢和有色金属。
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真空退火工艺:
- 在真空退火中，金属在充满高纯度惰性气体的真空或低压环境中加热。
- 这种工艺可确保金属不接触任何活性气体，从而使退火工艺更清洁、更可控。
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使用高纯气体的好处:
- 防止金属表面氧化和结垢。
- 确保退火过程的结果一致且可预测。
- 降低可能影响金属机械性能的污染风险。
通过在精确的压力范围内使用氩气和氢气等高纯度气体，可以有效地控制退火过程，从而获得所需的材料特性。因此，这些气体是金属热处理的重要组成部分。
总表：
| 方面 | 详细信息 |
|---|---|
| 退火的目的 | 降低硬度，增加延展性，消除内应力。 |
| 常见气体 | 氩气 (Ar) 和超高纯氢气 (H2)。 |
| 纯度要求 | >纯度大于 99.99%，以防杂质。 |
| 压力范围 | 0.05 至 0.07 兆帕的真空退火。 |
| 应用 | 氩气用于不锈钢；氢气用于减少钢/金属中的氧化物。 |
| 益处 | 防止氧化，确保结果一致，减少污染。 |
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