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熱處理技術
鋼之退火處理
發表時間:2016/3/3  點擊:743

退火處理一般是指將鋼升溫至某一溫度,浸置一段時間后,再以一特定速率冷卻下來之處理。主要目的是軟化鋼材。有時亦用以改變其他性質或顯微結構。常見的退火處理有下列幾種

1.      退火溫度:

在很多之應用退火處理中,我們只注名所需之退火溫度,然后讓其在爐中冷卻即可。表4-1所列為一般常見之碳鋼退火溫度與結果硬度。在進行退火處理時,最容易造成失敗的原因是未能維持爐中溫度之均勻性。越大之爐子越有此種問題。一般業者常僅用幾個熱電耦於處理件旁來指示及控制處理之溫度。 
 Annealing
temratuer  Cooling cycle(a) Hardness range 
℃ ℉ 
Stell ℃ ℉ Feom To  From To  HB 
1018 855-900 1575-1650 855 705 1575 1300 111-149 
1020 855-900 1575-1650 855 700 1575 1290 111-149 
1022 855-900 1575-1650 855 700 1575 1290 111-149 
1025 855-900 1575-1650 855 700 1575 1290 111-187 
1030 845-885 1550-1625 845 650 1550 1200 126-197 
1035 845-885 1550-1625 845 650 1550 1200 137-207 
1040 790-870 1450-1600 790 650 1450 1200 137-207 
1045 790-870 1450-1600 790 650 1450 1200 156-217 
1050 790-870 1450-1600 790 650 1450 1200 156-217 
1060 790-845 1450-1550 790 650 1450 1200 156-217 
1070 790-845 1450-1550 790 650 1450 1200 167-229 
1080 790-845 11450-1550 790 650 1450 1200 167-229 
1090 790-830 1450-1525 790 650 1450 1200 167-229 
1095 790-830 1450-1525 790 655 1450 1215 167-229 
(a)Furnace cooling at 28℃/h(50℉/h)
 

表普通碳鋼之退火溫度與硬度值

2.      製程退火:

由於材料經過相等程度冷加工后,會有加工硬化的現象,以至無法做進一步的加工。因此我們必須於製程中加入一退火步驟來消除此種不利的加工硬化現象。此類退火處理統稱為製程退火。由於我們僅是想恢復材料之柔軟性,不在乎材料之顯微及結構內容,故為降低加工程本,一般多採用前面所提過的次臨界退火。最常見之退火溫度在約低於Ae  11至22℃之間。至於溫度的控制只要能保持在不超過Ae  之范圍即可。

3.      切削用退火:

不同之顯微姊購對材料之切削性質有很大不同的影響。例如5160鋼材,若經球化處理則可減少切削刀具之損耗。然而對其他之鋼材,球化結構不一定就有較佳之切削性質。一般我們可是材料之含碳量來訂出最佳之切削用顯微結構。

4.      球化處理

所的球化處理乃是在退火處理后能獲得球狀之碳化物之一種處理。一般可採用以下幾種方法得到。

a.       長時間熱浸置於略低於Ae  之溫度。

b.      輪番加熱及冷卻於Ae  溫度上下〈最好剛剛高於Ac  及低於Ar  〉。

c.       加熱至高於Ac  ,然后慢慢在爐中冷卻,或停留Ar  一長時間。

d.      從一溫度剛能完全溶解碳化物冷卻下來,所有之冷卻速率須用不產生碳化物。然后在按a或b法升溫回去。

5.      鍛件之退火處理:

由於鍛件經常接有冷成型或車型等加工步驟,退火處理一不可避免之熱處理過程。所需之退火過程必須取決於鍛件之材料及后接之製程。切削用之鍛件退火處理──若鍛件材料須有球化組織以便隨后之切削成型,我們可採用熱鍛溫度於奧斯田化溫度之上,然后在鍛后直接將鍛件出送到一具有球化處理溫度之爐內進行球化處理。此法可節省製作之時間與成本。

冷成型用之鍛件退火處理──為方便隨后之冷成型加工,我們當然希望鍛件越短越好。故球化處理是最好之處理。在形狀及材料條件允許下,前述之步驟為最可取之處理。在冷成型后,由於冷加工,成品之殘餘應力應被注意到。我們應採取以前所討論過的應力退火處理來消除此種情況。
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