从本质上讲，区别在于目的和结果。退火是一种热处理工艺，旨在通过将金属加热到高温并使其非常缓慢地冷却，使金属尽可能柔软、均匀和易于加工。相比之下，回火是一种较低温度的工艺，在金属已经硬化之后进行，目的是降低其脆性并提高其韧性。
虽然两者都是热处理工艺，但它们的作用正好相反。退火是一个“重置按钮”，可最大程度地提高柔软度并消除内应力。回火是一个微调步骤，它以牺牲少量的硬度为代价，来显著提高已硬化零件的韧性。
退火的目的：完全重置
退火用于使金属处于最柔软、最稳定和最均匀的状态。对于需要硬度的零件来说，它是一个准备步骤，而不是最终的精加工过程。
工艺：高温加热，慢速冷却
要退火像钢这样的金属，需要将其加热到远高于其临界温度——通常达到 1600°F (870°C) 或更高。将其保持在此温度足够长的时间，使其内部晶体结构（晶粒）完全重组。
最关键的步骤是极慢的冷却。金属通常在关闭绝缘炉后，在炉内放置数小时使其缓慢冷却。这种缓慢冷却使得形成大而均匀、无应力的晶粒。
结果：最大的延展性和可加工性
退火后的零件内部应力最小，硬度低，延展性高。这使得金属非常容易弯曲、成型或加工。它消除了先前加工硬化或不当热处理的影响。
何时使用退火
当您需要进行大量的成型或加工时，会对工件进行退火处理。它还用于准备具有未知或不一致历史的钢件，以便进行新的、受控的硬化和回火循环。
回火的目的：平衡硬度和韧性
回火绝不是一个独立的过程。它是必须始终遵循硬化程序（加热然后快速淬火在油或水中）的必要第二步。
先决条件：硬化
硬化使钢变得非常硬，但也变得非常脆，就像玻璃一样。一个硬化但未经回火的刀片或工具很可能会在第一次使用时就碎裂。回火可以纠正这种脆性。
工艺：较低的精确再加热
将硬化后的零件清洁，然后将其温和地重新加热到一个低得多、非常精确的温度——通常在 400°F 到 1100°F (205°C 到 595°C) 之间。该温度始终低于金属的临界点。
将零件保持在此温度下设定的时间，以使一些被困的应力和脆性的内部结构松弛和重组。然后通常让其在静止的空气中冷却。使用的确切温度决定了最终硬度和韧性的平衡。
结果：降低脆性，保持硬度
回火使钢的韧性显着提高，抗冲击能力增强。虽然它确实会稍微降低淬火过程中达到的峰值硬度，但这种权衡对于制造耐用的、可用的零件（如刀、斧或弹簧）至关重要。
理解权衡
在这些工艺之间进行选择不是偏好的问题；而是由最终零件所需的机械性能决定的。
硬度与韧性谱
将材料的性能视为一个谱系。退火将金属推到一端：最大的柔软度和韧性，但最小的硬度。硬化（淬火）将其推到另一端：最大的硬度，但最小的韧性（最大的脆性）。
回火是在这两个极端之间的空间中精确导航的艺术，以找到特定应用的理想平衡。
一个常见的混淆点：应力消除
这两种工艺都可以消除内部应力，但原因不同。退火通过完全重结晶金属的晶粒结构，消除其历史，从而进行全面应力消除。
回火进行更有限的应力消除，专门用于减轻硬化引起的极端脆性，而不会牺牲太多新获得的硬度。
为您的材料做出正确的选择
您的选择完全取决于金属接下来需要做什么。
- 如果您的主要重点是使金属尽可能柔软以便于加工或成型：您唯一的选择是进行完全退火。
- 如果您的主要重点是使硬化后的零件可用并能抵抗破碎：您必须对零件进行回火以增加其韧性。
- 如果您从具有未知历史的废钢开始：请先退火，以建立一个均匀、可预测的基线，然后再开始任何硬化和回火循环。
理解这种区别可以让你精确控制材料的最终性能，从猜测转向有意的工程设计。
总结表：
| 工艺 | 目的 | 温度 | 冷却 | 结果 |
|---|---|---|---|---|
| 退火 | 使金属柔软、均匀、易于加工 | 高（例如 1600°F+） | 非常慢（炉冷） | 最大的延展性，低硬度，易于加工 |
| 回火 | 降低硬化金属的脆性 | 低（400°F - 1100°F） | 空冷 | 韧性增加，硬度保持，抗冲击性 |
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