退火狀態

退火的目的主要是為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內應力，並為後道工序作好組織和性能上的準備。

合金結構鋼、保證淬透性的結構鋼、冷鐓鋼、軸承鋼、工具鋼、汽輪機葉片用鋼、鐵素體型不銹耐熱鋼的鋼材常用退火狀態交貨。

退火的一個最主要工藝參數是最高加熱溫度（退火溫度），大多數合金的退火加熱溫度的選擇是以該合金系的相圖為基礎的，如碳素鋼以鐵碳平衡圖為基礎。各種鋼（包括碳素鋼及合金鋼）的退火溫度，視具體退火目的的不同而不同。各種非鐵合金的退火溫度則在各該合金的固相線溫度以下、固溶度線溫度以上或以下的某一溫度。

退火是鋁及鋁合金板帶材生產中的一個關鍵工序，其工藝過程由加熱、保溫及冷卻三個階段組成。

退火的目的主要有：

1、對於成品厚度退火，可以改善和控制產品的組織與性能，滿足不同的需求。

2、對於中間厚度退火（簡稱中退），不僅可以消除加工硬化，有利於進一步軋制，而且還能改善最終製品的組織與性能。

3、燃燒和揮發冷軋時滯留在板面上的軋制油，確保產品表面潔凈衛生。

1、高溫退火慢速冷卻狀態

該狀態適用於為強化超聲反應或獲得穩定尺寸，在近似固溶熱處理要求的時間和溫度下進行熱處理后，緩慢冷卻至室溫。也適用於用戶在固溶熱處理前對產品進行機加工。無力學性能規定。

2、熱機械處理狀態

該狀態適用於經受特殊熱機械處理的變形產品。也適用於用戶進行固溶熱處理前要超塑成型的產品。

3、均勻化狀態

該狀態用於連續鑄造的拉線坯或帶材，為消除或減少偏析要進行高溫熱浸處理，這樣提高後繼加工變形性和對固溶熱處理的反應。

1、H1×——冷作硬化狀態（中間退火）。冷軋中間道次進行退火，冷卻后不再進行補充熱處理。“H1”后的數字錶示冷作硬化的程度。

2、H2×——冷作硬化後部分退火狀態（成品退火）。不完全退火應變硬化+不完全退火適用於大加工率后，以最終的部分退火獲得所需要的強度指標的製品。對於在室溫下自然軟化的金，H2、H3對應狀態具有相同的低應力值；對其他合金H2、H1對應各狀態具有相同的最低應力值，但H2各狀態的延伸率稍高。“H1”后的數字錶示經部分退火后，冷作硬化保留的程度。

3、H3×——冷作硬化后穩定化處理狀態。穩定化退火應變應化+低溫回復穩定化退火——為使工件中微細的顯微組成物沉澱或球化的退火。適用於大冷作量后，以低溫熱處理穩定力學性能的產品。穩定化處理后，應力值稍有降低，塑性有所改善。該狀態僅適用於不進行穩定化處理，在室溫下就會自發軟化的合金。“H3”后的數字錶示穩定化處理前冷作硬化保留的程度。

退火常見的工藝廢品有性能不合格、晶粒粗大及板面油斑三種，其產生原因和消除辦法如下：

1、性能不合格。

產生原因：料卡不符；未正確執行工藝；設備過程故障。

消除辦法：料卡一致，方可裝爐退火；嚴格執行退火工藝；加強巡檢，及時發現問題。

2、晶粒粗大

產生原因：加熱速度慢；退火溫度不理想；保溫時間過長。

消除辦法：對於3A21合金，採用高溫、快速、短時退火工藝。

冷變形鋁及鋁合金加熱，會發生回復與再結晶過程，其驅動力是冷變形儲能，即冷變形后的自由能增量。加熱時，金屬的組織結構將向平衡狀態轉化。使冷變形金屬向平衡狀態轉變的熱處理稱為退火。

在退火溫度低、退火時間短時，冷變形金屬發生的主要過程為回復。

從某一溫度開始，冷變形鋁及鋁合金顯微組織發生明顯變化，在放大倍數不太大的光學顯微鏡下也能觀察到新生的晶粒，這種現象稱為再結晶。

再結晶晶粒形成后，若繼續延長保溫時間或提高加熱溫度，再結晶晶粒將粗化。

退火工藝參數主要包括加熱速度、退火溫度、保溫時間及冷卻速度。其對製品組織與性能的影響如下：

1、加熱速度

鋁及鋁合金退火時，應盡量採用快速加熱。這是因為鋁及鋁合金具有良好的導熱性能，具備快速加熱的條件。更為重要的原因是快速加熱時，一般可得到較細小的晶粒。而緩慢加熱時，晶粒容易粗大，晶粒粗大將降低製品的深沖性能及表面質量。

2、退火溫度

退火溫度對組織與性能的影響最為明顯。經冷變形而產生了加工硬化的金屬，根據加熱溫度高低不同，其組織和性能的變化過程可分為回復、再結晶及晶粒長大三個階段。

① 回復階段：用光學顯微鏡觀察時，看不到內部組織有任何變化。此時，金屬的強度稍有降低，塑性略有提高，內應力明顯下降。

②再結晶階段：當金屬加熱到開始再結晶溫度時，則在冷變形金屬和合金的基體上，開始形成新的晶粒。隨著加熱溫度的升高或保溫時間的延長，新晶粒的數量不斷增加，直至全部形成了新的再結晶晶粒為止。此階段，纖維組織（被拉長的晶粒）轉變成再結晶組織（等軸的再結晶晶粒）。此時，完全消除了加工硬化現象，金屬的強度急劇下降，塑性明顯提高。

③晶粒長大：冷變形金屬在經過完全再結晶后，一般可得到均勻細小的等軸晶粒。但是，如果加熱溫度過高或加熱時間過長時，則再結晶后的新晶粒又會發生合併與長大，使晶粒變得粗大，金屬的機械性能也相應變壞。

3、保溫時間

加熱溫度不高，即金屬處於回復階段時，保溫時間對組織性能影響不明顯。但當金屬處於再結晶階段時，若保溫時間過長，晶粒變得粗大，機械性能也相應變差。

4、冷卻速度

對於純鋁熱處理不可強化合金而言，冷卻速度對組織性能影響不大。因此，退火時可採用隨爐冷卻或出爐緩冷的方法。