任何热处理过程都由加热、保温和冷却二三个阶段组成。

预备退火加热

加热包括升温速度和加热温度两个参数。

由于铝合金的导热性和塑性都较好，可以采用快的速度升温，这不仅可提高生产效率，而且有利于提高产品品质。加热温度应严格控制，必须遵守工艺规程的规定，尤其是对淬火和时效时的加热温度控制更为严格。

预备退火保温

保温是指铝合金在加热温度下停留的时问，停留时问应确保金属表面和中心部位的温度一致，合金的组织发生变化。保温时间与很多因素有关，如制品尺寸、堆放方式及紧密程度、加热方式和热处理以前金属的变形程度等。在生产中往往是根据实验确定保温时间。

预备退火冷却

冷却是指对加热保温后材料的冷却，不同热处理的冷却速度是不相同的。如淬火要求快的冷却速度，而具有相变的铝合金的退火则要求慢的冷却速度。

热处理的分类方法有两种：一种是按热处理过程中组织和相变的变化特点分类；另一种是按热处理目的或]’：序特点分类。热处理在实际生产中是按生产过程、热处理目的和操作特点分类的，没有统一的规定 。

预备退火的目的是消除金属材料中内应力或加工硬化，提高塑性，降低硬度以利于继续冷加工；改善或消除材料在铸造、锻压、轧制时所造成的成分或组织不均(例如偏析，带状组织和魏氏组织等)以及细化晶粒；改善高碳钢中碳化物的分布和形态，为最终热处理作好组织准备。

根据预备退火的目的，经常采用的工艺有：

(1)低温退火，其中包括有以消除铸件、锻件和轧件的残余应力及降低硬度的软化退火和消除冷加工硬化的再结晶退火；

(2)用于细化亚共析钢晶粒、消除内应力和魏氏组织等缺陷，均匀组织，提高钢的力学性能的完全退火；

(3)用于消除内应力和降低硬度的不完全退火；

(4)用于使铸锭或铸件的成分和组织均匀一致的均匀化退火；

(5)用于使过共析钢获得球状珠光体的球化退火；

(6)用于硅钢薄板坯料冷轧前的初退火(工厂称为黑退火)，其主要目的是为了脱碳，同时也软化坯料，便于冷轧。退火温度约800℃，保温10～15h，随后缓冷。

为使化学成分均匀化，消除微观偏析，采用的预退火称之为扩散退火或均匀化退火，其加热温度较高，保温时间相对较长，容易使钢的晶粒粗大，补救的办法是在预退火之后，再采用正火处理，以获得细小的晶粒组织。一些要求不高的钢种或薄壁铸件，其退火温度达到完全奥氏体化温度以上150～200℃即可 。

退火与正火是应用非常广泛的热处理．在机械零件或工量模具等工件的制造过程中，通常作为预先热处理工序，安排在铸造或锻造之后、切削粗加工之前，用以消除前一工序(锻、铸、冷加工等)所造成的某些缺陷，并为随后的工序(热处理、拉拔等)做好准备。例如车床主轴零件用45钢制造，为了消除锻造留下的内应力．有利于切削加工，调整组织，便于后续热处理工艺，往往在锻造后选用正火。

退火就是将钢加热到一定温度．保温一定时间，然后随炉一起缓慢冷却下来，以得到稳定组织的一种热处理方法。

退火目的

①细化晶粒，均匀钢的组织及成分．改善钢的性能或为随后的热处理作好组织准备。

②降低钢的硬度，提高塑性。以利于切削加工及冷变形加工。

③消除在前一工序(如锻造、轧制、铸造等)中所产生的内应力。防止变形和开裂。

退火方法

①完全退火。

将钢加热至Ac。以上30℃～50。(’．完全奥氏体化后保温一段时间，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的工艺称为完全退火。

完全退火又称重结晶退火，在加热过程中．钢的组织全部转变为奥氏体，而在冷却过程奥氏体又转变为细小而均匀的平衡组织(珠光体 铁素体)，从而降低钢的硬度，细化了钢的晶粒．提高了塑性，充分消除了内应力。

完全退火主要适用于亚共析钢，用于锻、轧、铸、焊等热加工后的钢件毛坯，退火后的组织为铁素体和珠光体。

低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至Ac。以上奥氏体状态在缓慢冷却时．将沿晶界析出网状二次渗碳体，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。

②球化退火。

将钢加热至AC，以上20℃～30℃．保温一段时间，以不大于50℃/h的冷却速度冷却下来的二艺称为球化退火。

球化退火的目的在于使过共析钢获得球状珠光体。弥散分布在铁素体基体之内的混合物。球状珠光体与片状珠光体比较，硬度较低，切屑易于断开，便于切削加工，并且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时工件变形、开裂倾向小。

球化退火主要用于制造刀具、量具、模具等的共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢。主要目的是降低硬度，改善切削加工性．并为淬火作好组织准备。

若钢的原始组织中有网状渗碳体或其他组织缺陷时，应先用正火消除后再球化退火 。

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

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。