以下是不同退火工藝對鋼錠模力學性能的影響:
完全退火
- 強度和硬度降低:將亞共析鋼件加熱至Ac3以上20-40℃,保溫后隨爐緩慢冷卻,在冷卻過程中奧氏體再次發生轉變,使鋼的組織變細,位錯密度減小,從而降低鋼錠模的強度和硬度。
- 韌性提高:完全退火可細化晶粒、使組織均勻,當受到外力沖擊時,應力能在細小的晶粒間更均勻地分布,減少應力集中,提高鋼錠模的韌性。
不完全退火
- 強度和硬度降低:不完全退火加熱溫度在Ac1-Ac3之間或過共析鋼在Ac1-Accm之間,保溫后隨爐緩冷,不能完全重結晶,所以在細化晶粒方面不如完全退火,但也可在一定程度上降低硬度,改善切削加工性能,同時降低鋼錠模的強度。
- 韌性改善:部分重結晶可起到細化晶粒、改善組織的作用,使鋼錠模內部組織更加均勻,減少了應力集中,從而提高韌性。
球化退火
- 硬度顯著降低: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,使珠光體中的片層狀滲碳體變為球狀,從而降低了硬度,更便于切削加工和冷變形加工。
- 韌性提高:滲碳體球化后,減少了相界面,使鋼的韌性得到提高,在承受沖擊等外力作用時,不易產生裂紋。
去應力退火
- 強度和韌性提高:通過消除材料內部的應力,使材料成為一個更加整體的結構,從而增強了其抵御外部力量的能力,提高了材料的強度。同時,退火過程中,材料中的脆性晶粒形變方式變為韌性形變,提高了材料的韌性。
- 塑性增強:使位錯數量和塑性形變增加,從而改善了材料的塑性和變形能力,這使得材料在受到外力作用時,能夠發生更大的形變而不易斷裂。
擴散退火
- 成分均勻性改善:將鋼錠加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫,然后緩慢冷卻,能消除化學成分不均勻現象,使金屬成分和組織均勻化,改善鋼錠模的力學性能均勻性。
- 韌性提高:成分均勻化可減少因偏析等造成的內部應力集中和薄弱環節,提高鋼錠模的韌性和抗疲勞性能,減少在使用過程中出現裂紋等缺陷的可能性。
等溫退火
- 硬度降低:將零件加熱到奧氏體后快速冷卻到650°C左右并保持,鐵素體先從奧氏體中析出,隨后析出的珠光體組織比較細,可降低鋼錠模的硬度,改善切削加工性能。
- 韌性提高:等溫退火得到的組織較為均勻細小,有利于提高鋼錠模的韌性和塑性,減少裂紋的產生和擴展。
再結晶退火
- 強度和硬度下降:經過冷變形后的金屬加熱到再結晶溫度以上,使形變晶粒重新結晶為均勻的等軸晶粒,消除形變強化和殘余應力,導致鋼錠模的強度和硬度下降。
- 塑性顯著提高:內應力消除,硬度、強度下降,塑性顯著提高,有利于鋼錠模進行后續的冷加工變形。
石墨化退火
- 強度和塑性降低:鋼中滲碳體分解成為游離碳并以石墨形式析出,在鋼中形成石墨“夾雜”,使鋼材發生脆化,強度和塑性降低,沖擊韌性降低得更多。