退火的目的主要是为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，并为后道工序作好组织和性能上的准备。

合金结构钢、保证淬透性的结构钢、冷镦钢、轴承钢、工具钢、汽轮机叶片用钢、铁素体型不锈耐热钢的钢材常用退火状态交货。

退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的，如碳素钢以铁碳平衡图为基础。各种钢（包括碳素钢及合金钢）的退火温度，视具体退火目的的不同而不同。各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。

退火是铝及铝合金板带材生产中的一个关键工序，其工艺过程由加热、保温及冷却三个阶段组成。

退火的目的主要有：

1、对于成品厚度退火，可以改善和控制产品的组织与性能，满足不同的需求。

2、对于中间厚度退火（简称中退），不仅可以消除加工硬化，有利于进一步轧制，而且还能改善最终制品的组织与性能。

3、燃烧和挥发冷轧时滞留在板面上的轧制油，确保产品表面洁净卫生。

1、高温退火慢速冷却状态

该状态适用于为强化超声反应或获得稳定尺寸，在近似固溶热处理要求的时间和温度下进行热处理后，缓慢冷却至室温。也适用于用户在固溶热处理前对产品进行机加工。无力学性能规定。

2、热机械处理状态

该状态适用于经受特殊热机械处理的变形产品。也适用于用户进行固溶热处理前要超塑成型的产品。

3、均匀化状态

该状态用于连续铸造的拉线坯或带材，为消除或减少偏析要进行高温热浸处理，这样提高后继加工变形性和对固溶热处理的反应。

1、H1×——冷作硬化状态（中间退火）。

冷轧中间道次进行退火，冷却后不再进行补充热处理。“H1”后的数字表示冷作硬化的程度。

2、H2×——冷作硬化后部分退火状态（成品退火）。

不完全退火

应变硬化 不完全退火

适用于大加工率后，以最终的部分退火获得所需要的强度指标的制品。对于在室温下自然软化的金，H2、H3对应状态具有相同的低应力值；对其他合金H2、H1对应各状态具有相同的最低应力值，但H2各状态的延伸率稍高。“H1”后的数字表示经部分退火后，冷作硬化保留的程度。

3、H3×——冷作硬化后稳定化处理状态。

稳定化退火

应变应化 低温回复

稳定化退火——为使工件中微细的显微组成物沉淀或球化的退火。

适用于大冷作量后，以低温热处理稳定力学性能的产品。稳定化处理后，应力值稍有降低，塑性有所改善。该状态仅适用于不进行稳定化处理，在室温下就会自发软化的合金。“H3”后的数字表示稳定化处理前冷作硬化保留的程度。

退火状态退火废品的产生原因和消除办法

退火常见的工艺废品有性能不合格、晶粒粗大及板面油斑三种，其产生原因和消除办法如下：

1、性能不合格。

产生原因：料卡不符；未正确执行工艺；设备过程故障。

消除办法：料卡一致，方可装炉退火；严格执行退火工艺；加强巡检，及时发现问题。

2、晶粒粗大

产生原因：加热速度慢；退火温度不理想；保温时间过长。

消除办法：对于3A21合金，采用高温、快速、短时退火工艺。

退火状态退火的一般原理

冷变形铝及铝合金加热，会发生回复与再结晶过程，其驱动力是冷变形储能，即冷变形后的自由能增量。加热时，金属的组织结构将向平衡状态转化。使冷变形金属向平衡状态转变的热处理称为退火。

在退火温度低、退火时间短时，冷变形金属发生的主要过程为回复。

从某一温度开始，冷变形铝及铝合金显微组织发生明显变化，在放大倍数不太大的光学显微镜下也能观察到新生的晶粒，这种现象称为再结晶。

再结晶晶粒形成后，若继续延长保温时间或提高加热温度，再结晶晶粒将粗化。

退火工艺参数主要包括加热速度、退火温度、保温时间及冷却速度。其对制品组织与性能的影响如下：

1、加热速度

铝及铝合金退火时，应尽量采用快速加热。这是因为铝及铝合金具有良好的导热性能，具备快速加热的条件。更为重要的原因是快速加热时，一般可得到较细小的晶粒。而缓慢加热时，晶粒容易粗大，晶粒粗大将降低制品的深冲性能及表面质量。

2、退火温度

退火温度对组织与性能的影响最为明显。经冷变形而产生了加工硬化的金属，根据加热温度高低不同，其组织和性能的变化过程可分为回复、再结晶及晶粒长大三个阶段。

① 回复阶段：用光学显微镜观察时，看不到内部组织有任何变化。此时，金属的强度稍有降低，塑性略有提高，内应力明显下降。

②再结晶阶段：当金属加热到开始再结晶温度时，则在冷变形金属和合金的基体上，开始形成新的晶粒。随着加热温度的升高或保温时间的延长，新晶粒的数量不断增加，直至全部形成了新的再结晶晶粒为止。此阶段，纤维组织（被拉长的晶粒）转变成再结晶组织（等轴的再结晶晶粒）。此时，完全消除了加工硬化现象，金属的强度急剧下降，塑性明显提高。

③晶粒长大：冷变形金属在经过完全再结晶后，一般可得到均匀细小的等轴晶粒。但是，如果加热温度过高或加热时间过长时，则再结晶后的新晶粒又会发生合并与长大，使晶粒变得粗大，金属的机械性能也相应变坏。

3、保温时间

加热温度不高，即金属处于回复阶段时，保温时间对组织性能影响不明显。但当金属处于再结晶阶段时，若保温时间过长，晶粒变得粗大，机械性能也相应变差。

4、冷却速度

对于纯铝热处理不可强化合金而言，冷却速度对组织性能影响不大。因此，退火时可采用随炉冷却或出炉缓冷的方法。

退火球化退火的具体工艺

①普通（缓冷）球化退火，缓冷适用于多数钢种，尤其是装炉量大时，操作比较方便，但生产周期长；②等温球化退火，适用于多数钢种，特别是难于球化的钢以及球化质量要求高的钢（如滚动轴承钢）；其生产周期比普通球化退火短，不过需要有能够控制共析转变前冷却速率的炉子；③周期球化退火，适用于原始组织为片层状珠光体组织的钢，其生产周期也比普通球化退火短，不过在设备装炉量大的条件下，很难按控制要求改变温度，故在生产中未广泛采用；④低温球化退火，适用于经过冷形变加工的钢以及淬火硬化过的钢（后者通常称为高温软化回火）；⑤形变球化退火，形变加工对球化有加速作用，将形变加工与球化结合起来，可缩短球化时间。它适用于冷、热形变成形的钢件和钢材（如带材）。

退火再结晶退火工艺

应用于经过冷变形加工的金属及合金的一种退火方法。目的为使金属内部组织变为细小的等轴晶粒，消除形变硬化，恢复金属或合金的塑性和形变能力（回复和再结晶）。若欲保持金属或合金表面光亮，则可在可控气氛的炉中或真空炉中进行再结晶退火。

去除应力退火 铸、锻、焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力，金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除，常导致工件变形甚至形成裂纹。去除应力退火是将工件缓慢加热到较低温度（例如，灰口铸铁是500～550℃，钢是500～650℃），保温一段时间，使金属内部发生弛豫，然后缓冷下来。应该指出，去除应力退火并不能将内应力完全去除，而只是部分去除，从而消除它的有害作用。

还有一些专用退火方法，如不锈耐酸钢稳定化退火；软磁合金磁场退火；硅钢片氢气退火；可锻铸铁可锻化退火等。

退火半导体退火

半导体芯片在经过离子注入以后就需要退火。因为往半导体中注入杂质离子时，高能量的入射离子会与半导体晶格上的原子碰撞，使一些晶格原子发生位移，结果造成大量的空位，将使得注入区中的原子排列混乱或者变成为非晶区，所以在离子注入以后必须把半导体放在一定的温度下进行退火，以恢复晶体的结构和消除缺陷。同时，退火还有激活施主和受主杂质的功能，即把有些处于间隙位置的杂质原子通过退火而让它们进入替代位置。退火的温度一般为200~800C，比热扩散掺杂的温度要低得多 。

退火蒸发电极金属退火

蒸发电极金属以后需要进行退火，使得半导体表面与金属能够形成合金，以接触良好（减小接触电阻）。这时的退火温度要选取得稍高于金属-半导体的共熔点（对于Si-Al合金，为570度） 。2100433B

退火处理完全退火

目的细化晶粒，均匀组织，消除内应力和加工缺陷，降低硬度，改善切削加工性能和冷塑性变形能力。

用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30～50℃，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却，在冷却过程中奥氏体再次发生转变，即可使钢的组织变细。

退火处理球化退火

用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20～40℃，保温后缓慢冷却，在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状，从而降低了硬度。

退火处理等温退火

用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度，以进行切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度，保温适当时间，奥氏体转变为托氏体或索氏体，硬度即可降低。

④再结晶退火用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象（硬度升高、塑性下降）。加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50～150℃ ，只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。

退火处理石墨退火

用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右，保温一定时间后适当冷却，使渗碳体分解形成团絮状石墨。

退火处理扩散退火

用以使合金铸件化学成分均匀化，提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下，将铸件加热到尽可能高的温度，并长时间保温，待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。

退火处理去应力退火

用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100～200℃，保温后在空气中冷却，即可消除内应力。

退火处理不完全退火

加热温度在Ac1~Accm之间，冷却速度：在500~600℃以上时，碳钢是100~200℃/h，合金钢是50~100℃/h，高合金钢是20~60℃/h，主要用于过共析钢。

退火处理焊后退火

选用纯Fe作填充金属对YG30硬质合金与45钢进行TIG焊试验。利用扫描电镜对退火前后的YG30/焊缝界面区的组织形貌进行分析。结果表明,工业纯Fe作填充金属,在1050℃退火后,焊态的η相不变;在1150℃退火后,开始产生新η相;η相随退火温度升高和保温时间延长而增加。退火时新η相成核于WC-γ相界,吞并WC晶粒而长大,分布在WC颗粒的边界。