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。