完全退火

适用于亚共析钢的退火方法

完全退火是指将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温后随炉缓慢冷却，以期得到接近于平衡组织（珠光体型组织）的热处理工艺方法。主要应用于亚共析钢的铸、锻件，如挖掘机底座、镗床镗杆等。加热温度为 Ac3 以上30～50℃，保温一段时间，使钢的原来组织全部转变为单一均匀的奥氏体然后在缓慢冷却中，使奥氏体转变为铁素体和珠光体以达到细化组织、降低硬度和消除内应力的目的。过共析钢不能采用完全退火。因为加热到 Acm(碳在奥氏体中的溶解限度线)以上退火后，二次渗碳体呈网状析出，使钢的机械性能显著降低，并易在淬火时开裂。

定义

完全退火是指将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温后随炉缓慢冷却，以期得到接近于平衡组织（珠光体型组织）的热处理工艺方法。其目的为使中碳以上的亚共析钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，并改善切削加工性能，并可以消除内应力。所谓“完全”是指退火时钢的内部组织全部进行了重结晶。通过完全退火来细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，便于切削加工，并为加工后零件的淬火作好组织准备。

完全退火是应用最为广泛的退火方法，主要用于亚共析钢和共析钢的锻件、轧件和铸件的退火。通过重结晶退火使晶粒细化，组织均匀和消除残余应力，用以提高钢件性能。

不宜用于过共析钢，过共析钢缓冷后会析出网状二次渗碳体。使钢的强度、塑性和韧性大大降低。

目的

完全退火主要是用于亚共析钢，它的目的有三：

（1）细化奥氏体晶粒，消除魏氏组织。魏氏组织的形成原因之一是奥氏体晶粒太大（停轧、停锻温度过高或热处理时加热温度过高），而完全退火时，加热温度较低，经重结晶后的奥氏体晶必然细化，如图1所示，可以看出，球光体转变成奥氏体时晶粒显著细化，以后纵然是很慢地冷却，新形成的球光体晶粒也是很细的。因此，经过完全退火以后，奥氏体晶粒较得到细化，还可以消除铁素体魏氏组织。

（2）降低硬度，提高塑性以利于切削加工。这是因为热加工以后都采用空冷，由于冷却速度较快，造成组织分散度大或得到马氏体的组织，因而硬度亦较高，尤其是合金钢更为严重。经退火后，可以降低硬度，有利于切加工。

（3）消除内应力，使组织均匀化。

工艺参数

完全退火工艺参数的确定：

（1）加热温度：必须适当地高于点，并经一定时间的保温，才能使钢完全奥氏体化，并得到细小均匀的奥氏体组织。但是退火加热温度又不能太高，否则会引起奥氏体晶粒长大，以致使冷却后得到粗大的铁素体和珠光体组织。几种常用钢退火温度见表1。

（2）加热速度：应参照钢材成分、加热前的组织状态、内应力大小、工件尺寸的大小与形状复杂的程度等因素而定。一般来说，对于强度高、塑性差、含碳量较高的合金铜，以及形状复杂或大型工件（特别是铸件），加热速度通常不超过200℃/小时。大型合金钢的铸、锻件（ 60毫米以上）应采取低温入炉，分段升温的方法，其加热速度通常不超过100℃/小时。

（3）保温时间：应依照工件形状、尺寸、钢种、原始组织状态、装炉量和加热设备等因素来决定。在一般情况下，碳钢可按工件厚度每25毫米一小时计算。对于合金钢，由于还要考虑奥氏体均匀化时间，可按工件厚度每20毫米一小时计算。

（4）冷却方法：少部分采用随炉冷却，也可以采取埋在砂槽中缓慢冷至500~600°C后再取出空冷的办法。冷却速度大致可以这样控制：碳钢为100~200℃/小时，合金钢为50~100℃/小时，高合金钢为20~60°C/小时，铸钢件为80~120℃/小时。总之，退火后的冷却应当充分缓慢，以保证奥氏体在温度以下不大的过冷情况下进行珠光体转变，否则将因过冷度较大而获得弥散度较大的珠光体组织，硬度较高，不利于切削加工。

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