以下是不同退火工艺对钢锭模力学性能的影响:
完全退火
- 强度和硬度降低:将亚共析钢件加热至Ac3以上20-40℃,保温后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,使钢的组织变细,位错密度减小,从而降低钢锭模的强度和硬度。
- 韧性提高:完全退火可细化晶粒、使组织均匀,当受到外力冲击时,应力能在细小的晶粒间更均匀地分布,减少应力集中,提高钢锭模的韧性。
不完全退火
- 强度和硬度降低:不完全退火加热温度在Ac1-Ac3之间或过共析钢在Ac1-Accm之间,保温后随炉缓冷,不能完全重结晶,所以在细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,同时降低钢锭模的强度。
- 韧性改善:部分重结晶可起到细化晶粒、改善组织的作用,使钢锭模内部组织更加均匀,减少了应力集中,从而提高韧性。
球化退火
- 硬度显著降低: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,使珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度,更便于切削加工和冷变形加工。
- 韧性提高:渗碳体球化后,减少了相界面,使钢的韧性得到提高,在承受冲击等外力作用时,不易产生裂纹。
去应力退火
- 强度和韧性提高:通过消除材料内部的应力,使材料成为一个更加整体的结构,从而增强了其抵御外部力量的能力,提高了材料的强度。同时,退火过程中,材料中的脆性晶粒形变方式变为韧性形变,提高了材料的韧性。
- 塑性增强:使位错数量和塑性形变增加,从而改善了材料的塑性和变形能力,这使得材料在受到外力作用时,能够发生更大的形变而不易断裂。
扩散退火
- 成分均匀性改善:将钢锭加热至略低于固相线的温度下长时间保温,然后缓慢冷却,能消除化学成分不均匀现象,使金属成分和组织均匀化,改善钢锭模的力学性能均匀性。
- 韧性提高:成分均匀化可减少因偏析等造成的内部应力集中和薄弱环节,提高钢锭模的韧性和抗疲劳性能,减少在使用过程中出现裂纹等缺陷的可能性。
等温退火
- 硬度降低:将零件加热到奥氏体后快速冷却到650°C左右并保持,铁素体先从奥氏体中析出,随后析出的珠光体组织比较细,可降低钢锭模的硬度,改善切削加工性能。
- 韧性提高:等温退火得到的组织较为均匀细小,有利于提高钢锭模的韧性和塑性,减少裂纹的产生和扩展。
再结晶退火
- 强度和硬度下降:经过冷变形后的金属加热到再结晶温度以上,使形变晶粒重新结晶为均匀的等轴晶粒,消除形变强化和残余应力,导致钢锭模的强度和硬度下降。
- 塑性显著提高:内应力消除,硬度、强度下降,塑性显著提高,有利于钢锭模进行后续的冷加工变形。
石墨化退火
- 强度和塑性降低:钢中渗碳体分解成为游离碳并以石墨形式析出,在钢中形成石墨“夹杂”,使钢材发生脆化,强度和塑性降低,冲击韧性降低得更多。