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退火炉之常用退火工艺方法

时间:2015-10-06 13:35:30  来源:  作者:

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工艺特点:加热温度:<A1
          碳钢及低合金钢550~650ºC
          高合金工具钢600~750ºC
          加热速度:100~150ºC/h
          保温时间:3~5min/mm
          冷却速度:50~100ºC/h
组织性能的变化:消除铸、锻、焊及切削加工过程中的内应力,使其达到稳定状态
适用范围:铸、锻、焊、机械加工等各类金属材料制品
 
名称:再结晶退火
工艺特点:加热温度>TR+150~250ºC(TR≈0.4TM熔点) 
          保温时间:0.5~1h
          冷却:空冷
组织性能的变化:发生恢复再结晶过程,使变形晶粒为细小等轴晶粒,消除冷作硬化效应及内应力
适用范围:经冷加工成形的各类制品
 
名称:扩散退火
工艺特点:加热温度:>Ac3、Acm线,在固相线以下高温加热
          碳钢1100~1200ºC
          保温时间:十几小时到几十小时
          冷却速度:同完全退火,为细化晶粒往往还需补充退火
组织性能的变化:均匀化学成分,消除改善显微组织的偏析
适用范围:铸锭或铸件
 
工艺特点:加热温度:Ac3+30~50ºC
          加热速度:碳钢200ºC/h
          低合金钢:100ºC/h
          高合金钢:50ºC/h
          保温时间:碳钢1.5~2min/mm
          冷却:<300ºC空冷
组织性能的变化:细化晶粒,降低硬度,提高塑性,去除内应力
适用范围:亚共析钢铸锻件,碳的质量分数为0.3%~0.8%
 
名称:等温退火
工艺特点:加热温度:视对组织的要求而定,可与完全退火相同或与球化退火加热温度相同(Ac3~Ac1)
          等温温度:由钢材成分及退火后硬度要求而定
          等温后冷却:可空冷到室温,大件需要缓冷到<500ºC空冷
组织性能的变化:同上,可按工艺要求获得片状或粒状珠光体
适用范围:碳的质量分数为0.3%~0.8%,亚共析钢铸锻件,碳的质量分数为0.8%~1.2%过共析钢的球化退火,淬透性好的钢
 
名称:球化退火
工艺特点:加热温度:<Am
          加热到略高于Ac1,长时间保温后缓冷到小于500ºC空冷
加热到Ac1+(20~30)ºC,透烧后快冷到Ar1-(20~30)ºC保温,反复循环数次后缓冷到小于500ºC
等温球化退火,加热到Ac1+(20~30)ºC,再快冷到Ar1以下保温,然后可空冷
组织性能的变化:使碳化物球化,可改善共析、过共析钢的切削加工性,降低硬度
适用范围:共析、过共析钢的锻轧件 
名称:去氢退火
工艺特点:锻件在锻后冷却到氢溶解度小而扩散系数又大的温度(一般选择在C曲线鼻尖附近温度)长时间保温组织性能的变化:消除钢中的白点(发裂)适用范围:大型碳钢、低合金钢、高合金钢的锻件
不锈钢光亮退火的工艺的目的和要求: 
  1)消除加工硬化获取满意的金相组织
  光亮退火炉主要用来进行不锈钢在保护气氛下的成品热处理。当使用性能要求不同时,对光亮退火后金相组织的要求就不同,光亮热处理的工艺也不同。
300系列奥氏体不锈钢典型的热处理工艺是固溶处理。在升温过程中使碳化物溶入奥氏体,加热到1050~1150,适当保温一段短时间,使碳化物全部溶解于奥氏体,然后迅速冷却到350以下,得到过饱和固溶体即均匀的单向奥氏体组织。这一热处理工艺的关键是快速冷却,要求冷却速度达到55/s,快速通过碳化物固溶后的再析出温度区(550~850)。保温时间要尽量短,否则晶粒粗大,影响表面光洁度。    
   400系列铁素体不锈钢加热温度比较低(900左右),并较多采用缓冷获得退火软化组织。马氏体不锈钢采用退火方式,还可采用分段淬火再回火的方式处理。
    从上述可知300系列与400系列不锈钢在热处理制度上差异很大,要想获得合格的金相组织,就要求光亮退火炉的冷却段设备有很大的调节余地。所以,现代先进的光亮退火炉,在其冷却段往往采用强对流冷却,设三个冷却段,可单独调节风量。沿带钢的宽度方向又分三个区段,通过风量导流调节带钢宽度方向的冷却速度,控制板型
   不锈钢冷轧带钢热处理的另一关键问题是要求整根带钢在宽度、长度上组织都很均匀。马弗式光亮退火炉采用大尺寸马弗管,从马弗管外部均匀地组织加热气流螺旋式环绕而过,使带钢均匀加热。而要确保带钢沿长度方向的组织均匀,就要保持带钢在加热炉中的线速度不变。所以,在现代立式光亮热处理炉前后都装有可精密调整的辊式张力调整装置。它不但要使带钢进出口速度满足热处理速度的要求,不受活套量空套或满套的影响,而且要根据带钢的板型情况建立并精密调整带钢小张力,满足板型的要求。
   2)获得无氧化光亮的表面
光亮退火,是在H2保护气氛下对带钢进行热处理。要达到BA板的要求,必须非常严格地控制炉内保护气氛,尽量避免氧化。H2保护气氛下氧化是怎样发生的呢
不锈带钢的主要合金成分有Fe、Cr、Ni、Mn、Ti、Si等。在退火温度范围内,Fe、Ni的氧化不是主要问题。但Cr、Mn、Si、Ti的氧化区间恰好在加热温度范围内。正是这些合金元素的氧化影响了带钢的表面光亮度。特别是铬的氧化使带钢表面脱铬,会降低不锈钢的耐蚀性。当Cr含量在17%~18%、Ti含量在0.5%时,H2露点必须低于-60,才能避免Cr、Ti在800C~1150加热区间内的氧化。
此外,在炉内如何保持保护气体的纯净度也是关键问题。就这一点来说,马弗罩密封性好,又不会发生如电加热炉体材料对保护气氛的污染,提供了较纯净的环境空间。加之,立式炉的带钢出入口都位于炉子的最下部,炉压稳定,因而与卧式炉相比,空气进入的危险小得多。但光亮退火炉的进出口密封箱、带钢运送段、张力调节辊及炉顶导向辊箱都应确保达到百万分之几(ppM级)的密封要求,使氧气、水汽不能进入,保护气体不能泄出。
退火炉制式:
将钢带展开并连续地在炉子内通过进行退火, 炉子形式有卧式和立式两种。我公司主要采取卧式退火炉,在炉内完成对冷硬板带的再结晶退火。
 
退火工艺:
退火炉由预热段、辐射管加热段、均热段、炉喉、保护气体循环喷射冷却装置、热张辊室、热张辊、炉鼻及检测系统组成。其中,预热段将炉内气体与炉外大气隔离,阻止炉外气体进入炉内;辐射管加热段用来将带钢加热到规定的温度;均热炉用来使带钢在规定温度下进行均热再结晶;炉喉用来阻挡均热炉对循环气体喷射冷却段的热辐射;炉喉顶部设有红外高温计,检测带钢温度;循环气体喷射冷却器段用来按规定的冷却速度冷却带钢,快速冷却段内表面衬有隔热板。配置炉内气氛温度、露点、残氧、压力、板温检测装置或仪器。
 
技术参数(以15万吨热镀锌退火炉为例):
 

名称
炉长
最高炉温
加热方式
炉壳
技术参数
120m, 设有3处观察孔
900
辐射管加热, 内部设置电蜡烛点火器
气密焊接结构,内衬为耐高温硅酸铝保温材料。内面敷设耐热不锈钢钢板
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