退火處理

中文名稱：退火處理

英文名稱：Annealing

退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然後以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。

退火熱處理分為完全退火，不完全退火和去應力退火，擴散退火，球化退火，再結晶退火。退火材料的力學性能可以用拉伸試驗來檢測，也可以用硬度試驗來檢測。許多鋼材都是以退火熱處理狀態供貨的，鋼材硬度檢測可以採用洛氏硬度計，測試HRB硬度，對於較薄的鋼板、鋼帶以及薄壁鋼管，可以採用表面洛氏硬度計，檢測HRT硬度。把鋼加熱到臨界點Ac1以上或以下的一定溫度，保溫一段時間，隨後在爐中或埋入爐中或導熱性較差的介質中，使其緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態的穩定的組織。

①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘餘應力，防止工件變形、開裂；

②軟化工件以便進行切削加工；③細化晶粒，改善組織以提高工件的機械性能；

④為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準備。

用以細化中、低碳鋼經鑄造、鍛壓和焊接后出現的力學性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部轉變為奧氏體的溫度以上30～50℃，保溫一段時間，然後隨爐緩慢冷卻，在冷卻過程中奧氏體再次發生轉變，即可使鋼的組織變細。

用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓后的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20～40℃，保溫后緩慢冷卻，在冷卻過程中珠光體中的片層狀滲碳體變為球狀，從而降低了硬度。

用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結構鋼的高硬度，以進行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏體最不穩定的溫度，保溫適當時間，奧氏體轉變為托氏體或索氏體，硬度即可降低。

④再結晶退火用以消除金屬線材、薄板在冷拔、冷軋過程中的硬化現象（硬度升高、塑性下降）。加熱溫度一般為鋼開始形成奧氏體的溫度以下50～150℃，只有這樣才能消除加工硬化效應使金屬軟化。

用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右，保溫一定時間后適當冷卻，使滲碳體分解形成團絮狀石墨。

用以使合金鑄件化學成分均勻化，提高其使用性能。方法是在不發生熔化的前提下，將鑄件加熱到儘可能高的溫度，並長時間保溫，待合金中各種元素擴散趨於均勻分佈后緩冷。

用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內應力。對於鋼鐵製品加熱后開始形成奧氏體的溫度以下100～200℃，保溫后在空氣中冷卻，即可消除內應力。

加熱溫度在Ac1~Accm之間，冷卻速度：在500~600℃以上時，碳鋼是100~200℃/h，合金鋼是50~100℃/h，高合金鋼是20~60℃/h，主要用於過共析鋼。

選用純Fe作填充金屬對YG30硬質合金與45鋼進行TIG焊試驗。利用掃描電鏡對退火前後的YG30/焊縫界面區的組織形貌進行分析。結果表明，工業純Fe作填充金屬，在1050℃退火后，焊態的η相不變；在1150℃退火后，開始產生新η相;η相隨退火溫度升高和保溫時間延長而增加。退火時新η相成核於WC-γ相界，吞併WC晶粒而長大，分佈在WC顆粒的邊界。

分別採用LiF和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)作為聚3-己基噻吩(P3HT)/[6,6]-苯基-C61-丁酸甲脂(PCBM)體系聚合物光伏電池陰極界面層，研究了高溫後退火處理對不同界面層器件性能的影響。研究發現,LiF界面層的引入，在活性層和陰極界面之間形成了較強的偶極作用，從而改善了電池的性能，進一步高溫熱退火處理后仍能保持良好的界面作用，使器件的能量轉換效率得到了進一步的提高。然而BCP界面層的引入，雖然阻擋了金屬電極Al到PCBM的電子轉移，導致複合減小，提高了器件的開路電壓，但是在進一步高溫後退火之後,BCP界面層的完整性遭到破壞，因此使得器件的能量轉換效率降低。