常存杂质元素对钢材性能的影响.docx

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常存杂质元素对钢材性能的影响

常存杂质元素对钢材性能的影响

普通碳素钢除含碳以外，还含少量锰（Mn）、硅（si）、硫（5）、确（P）等元素。

这些元素并非为改善钢材

质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的．故称为杂质元素。

现讨论这些杂质对钢性能的影响。

硫的影响硫是炼钢时由矿石与燃料焦炭带到钢中来的杂质。

它是钢中的一种有害元素。

硫以硫化铁

（FeS）的形态存在于钢中。

Fes和Fe形成低熔点（985°C）化合物。

钢材的热加工温度-般在1150-1200'C以亡，故当钢材热加工时．由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为热脆。

含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫虽进行控制。

高级优质钢；S<0.02〜0.03%,优质钢：

SW0.003%〜0.045%

普通钢：

S<0.055%〜0.7%以下。

压力容器专用钢材的磷含量（熔炼分析，下同）不应大于0.030％，硫含量不应大于0.020％。

铬不锈钢在铬不锈钢中．起耐腐蚀作用的主要元素是铬。

铬能在氧化性介质中生成一层稳定而致密的氧化膜，对钢材起保护作用、因而具耐蚀件。

然而其耐蚀性的强弱取决于钢中的含碳量和含铬量。

理论与实践研究证明，当含铬量大于11.7％时，钢的耐蚀性会有显著提高，而且含铬量愈多，耐蚀性愈好。

由于钢中存在碳元素.碳能与铬形成铬的碳化物（如Cr23C6等），因而消耗了铬，致使钢中的有效铬含量减少.使

钢的耐蚀性降低．故不锈纳中的含碳量都是较低的。

为了确保不锈钢具有耐腐蚀性能，实际应用的不锈钢，其平均含铬量都在13％以上。

常用的铬不锈钢有Icrl3、2crl3、0Cr13、ocrl7Ti等。

Ti:

加入Ti能提高抗高温高压H2-N2-NH3腐蚀的能力，与其它元素配合使用能提高钢抗大气、海水及H2S腐蚀能力。

Nb:

—般与其它元素配合使用，籍以提高钢抗大气、海水、H2S及高温高压H2-N2-NH3腐蚀能力。

Mo能提高钢的强度和高温强度（热强性和蠕变强度），防止钢的回火脆性，能提高钢抗H2SNH3,CO,H2

O,高温高压H2和弱还原酸腐蚀的能力。

它与Cu,Cr配合，能提高抗大气腐蚀性能。

Mn主要的强化元素，可熔入铁素体中，也可细化珠光体组织使其强化，提高钢的强度。

Mn降低钢的抗腐

蚀能力。

在钢铁常规范围内Mn对钢的性能无显著影响。

钛和铌还有防止晶间腐蚀的功能，但不宜过量。

钛和铌不仅是铁素体形成元素，而且由于吸收了奥氏体中固溶的碳、氮形成稳定化合物造成的成分变化，均降低了奥氏体的稳定性，促使铁素体形成。

含钛钢的表面质量差，铌高易增加焊接裂纹倾向。

不锈钢水压试验时氯离子必须控制在25mg/L内，但如果设备物料中有有CL-，且》25mg/L，改如何处理，

选用什么材质？

是对不锈钢进行热处理吗？

16MnR低碳钢即可，不锈钢对Cl离子不管用。

首先，消应力的热处理是没有必要的。

可采用，降低物料

的cl含量的办法；或减少cl聚集---抛光的办法解决。

双相钢不是复合钢板，双相不锈钢的固溶组织中铁素体和奥氏体相约各占一半，一般较少相的含量最少也

需要达到30％。

双相不锈钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点，把奥氏体不锈钢的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢的高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合到一起。

双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能，可取代在此介质条件下易发生应力腐蚀破裂的奥氏体不锈钢18-8型，可焊性好，焊后不须热处理。

由于目前我国双相钢的使用量相对较小，导致生产量不大，所以它的生产成本高。

但随着我国推广双相钢的应用，它的成本也会逐渐下降。

国内双相不锈钢生产批量及应用量最大的是2205型。

双相不锈钢广义为其组织主要由奥氏体相、铁素体相和马氏体相中任何两相所组成的不锈钢，通常所说的双相不锈钢是指奥氏体——铁素体双相不锈钢。

它在一定程度上兼有奥氏体和铁素体的双相特性。

奥氏体相的存在，降低了高铬铁素体不锈钢的脆性，防止了晶粒长大倾向，提高了韧性和可焊性；铁素体相的存在，提高了奥氏体不锈钢的室温强度、尤其是屈服强度和导热系数，降低线膨胀系数和焊接热裂纹倾向，同时大大提高钢的耐晶间腐蚀、抗氯化物应力腐蚀和腐蚀疲劳等性能。

双相不锈钢并不一定两相成分相同，分铁素体基和奥氏体基两种。

316L是超低碳不锈钢，相当于国内的00Cr17Ni14Mo2。

由于碳含量的降低，

能起到保护Cr的目的。

氯离子对不锈钢引起应力腐蚀的条件有两个：

一个是介质中存在浓度高的氯离子；一个是不锈钢中存在应力。

针对第一个条件，可采取降低介质中氯离子的办法。

而对于钢材在制造、加工中产生的应力，一般在设备使用前都要进行去应力的热处理。

若是在使用时钢材产生了内应力，而介质中也存在着浓度高的氯离子，那么钢材发生应力腐蚀的机会就非常大。

PS:

双相不锈钢指的不是复合钢板，而是指钢材存在两相金属：

铁素体、奥氏体或马氏体金属。

根据设备工况条件可适当选用，而不是无论什么工况都要用上用途非常广泛的奥氏体不锈钢，要是这样的话，设备成本就会大大增加。

还原一个重要的腐蚀因素就是氧浓度，只有达到一定的氧浓度，应力腐蚀才可能产生

奥氏体不锈钢的晶间腐蚀

奥氏作不锈钢在450〜850C保温或缓慢冷却时，会出现晶问腐蚀。

合碳量越高，晶间蚀倾向性越大。

此

外，在焊接件的热影响区也会出现晶间腐蚀。

这是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6o使其周围基体产生

贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。

这种晶间腐蚀现象在前面提到的铁素体不锈钢中也是存在

的。

工程上常采用以下几种方法防止晶间腐蚀：

（1）降低钢中的碳量，使钢中合碳量低于平衡状

态下在奥氏体内的饱和溶解度，即从根本上解决了铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的问题。

通常钢中

合碳量降至0.03%以下即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。

（2）加入Ti、Nb等能形成稳定碳化物（TiC

或NbQ的元素，避免在晶界上析出Cr23C6,即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。

（3）通过调整钢中

奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁索体双相组织，其中铁素体占5%一12%。

这种双相组织不易产生晶间腐蚀。

（4）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。

2.奥氏体不锈钢的应力腐蚀应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，

简称SCC（StressCrackCorrosion）。

奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。

当合Ni量达到8%一10%时，奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加含Ni量至45%〜50%应力腐蚀倾

向逐渐减小，直至消失。

防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加入Si2%〜4%并从冶炼上将N

含量控制在0.04%以下。

此外还应尽量减少P、SbBi、As等杂质的含量。

另外可选用A-F双用钢，它在Cl-和OH-介质中对应力腐蚀不敏感。

当初始的微细裂纹遇到铁素体相后不再继续扩展，体素体含量应在

6%左右。

3.奥氏作不锈钢的形变强化单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能，可以冷拔成很细的

钢丝，冷轧成很薄的钢带或钢管。

经过大量变形后，钢的强度大力提高，尤其是在零下温区轧制时效果更

为显著。

抗拉强度可达2000MPa以上。

这是因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发M转变。

奥

氏作不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。

形变后若需焊接，则只能采用点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加。

并因部分y->M转变而产生铁磁性，在使用时（如仪表

零件中）应予以考虑。

再结晶温度随形变量而改变，当形变量为60%时，其再结晶温度降为650C冷变形

奥氏体不锈钢再结晶退火温度为850〜1050'C,850C则需保温3h,1050C时透烧即可，然后水冷。

4.奥

氏作不锈钢的热处理奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有：

固溶处理、稳定化处理和去应力处理

等。

（1）固溶处理。

将钢加热到1050〜1150C后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此

状态保留到室温，这样钢的耐蚀性会有很大改善。

如上所述，为了防止晶问腐蚀，通常采用固溶化处理，使Cr23C6溶于奥氏体中，然后快速冷却。

对于薄壁件可采用空冷，一般情况采用水冷。

（2）稳定化

处理。

一般是在固溶处理后进行，常用于含Ti、Nb的18-8钢，固处理后，将钢加热到850〜880C保温后

空冷，此时Cr的碳化物完全溶解，脱而钛的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成格的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。

（3）去应力处理。

去应力处理是消除钢在冷加工或

焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到300〜350C回火。

对于不含稳定化元素Ti、Nb的钢，加热温

度不超过450t，以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。

对于超低碳和合Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接

件，需在500〜950C,加热，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度），可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力。

四、奥氏体-铁素体双相不锈钢在奥氏作不锈钢的基础上，适当增加Cr含

量并减少Ni含量，并与回溶化处理相配合，可获得具有奥氏体和铁素体的双相组织（含40〜60%8-铁

素体）的不锈钢，典型钢号有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。

双相不锈钢与里氏体不锈钢相比有较好的焊接性，焊后不需热处理，而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。

但由于含Cr量高，

易形成CT相，使用时应加以注意。

液氨储罐设计压力温度腐蚀裕量如何确定,其液氨为中度危害,还是高度.应力腐蚀又是怎么回事?

液氨为中度危害应力腐蚀是拉应力与腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂称为应力腐蚀。

涉及选材等问题可参阅容规130页；液氨应力腐蚀环境的确定：

a,介质为液态氨，含水量不高（不小于

0.2%），且可能受到空气（氧气或者二氧化碳）污染的场合；b,使用温度高于零下5度;中度危害,技术要求中应有"焊后热处理及焊缝硬度要求"材料可为20R或16MnR,腐蚀裕量2mm,就是制作完毕后进行整体热处理。

1.氢脆：

钢材中的氢会使材料的力学性能脆化，这种现象称为氢脆。

钢中氢的来源主要为下列三个方面：

冶炼过程中溶解在钢水中的氢，在结晶冷凝时没有能即时逸出而存留在钢材中；焊接过程中由于水分或油污在高弧高温下分解出的氢溶解入钢材中；设备运行过程中，工作介质中的氢进入钢材中。

当钢中存在氢，而应力大于某一临界值时，就会发生氢脆断裂。

氢对钢材的脆化过程是一个微观裂纹在高应力作用下的扩展过程。

脆断应力可低达屈服极限的20%。

钢材的强度愈高（所承受的应力愈大），对氢脆愈敏感。

容器中

的应力水平，包括工作应力及残余应力是导致氢脆很重要的因素。

氢脆是一种延迟断裂，断裂迟延的时间可以仅几分钟，也可能几天。

氢脆断裂只发生在-100〜150C的温度范围内，很低的温度不利于氢的移动和

聚集，不易发生氢脆，而较高的温度可以使氢从钢中逸出，减少钢中的氢浓度，从而避免脆化。

焊后保温及热处理就是利用高温下氢能从钢中扩散逸出的原理，用来降低焊缝中氢含量，它是改善焊接接头力学性能的有效措施。

氢对钢铁材料的危害性较大，由于氢而导致材质劣化的现象统称为氢损伤，氢损伤的形式有很多种，除了氢脆以外，还有因氢在钢板分层处聚集引起的氢鼓泡；氢在钢材中心部位聚集造成的细微裂纹群，称为白点；以及钢在高温高压氢作用下，（对碳钢，温度大于250C，氢分压大于2MPa）,其组织

发生脱碳，渗碳体分解，沿晶界出现大量微裂纹，钢的强度、韧性丧失殆尽的氢腐蚀现象等。

2．苛性脆化

苛性脆化是由于介质内具有含量很高的苛性钠（NaOH）促使钢材腐蚀加剧而引起的脆化现象。

其破坏形式是

在肉眼看到的主裂纹上有大量肉眼看不到的分枝细裂纹。

元件发生苛性脆化时，裂纹附近的钢材仍具有良好的塑性及脆性性能。

苛性脆化一般都发生在受压元件的铆接及胀接处。

3．应力腐蚀脆性断裂由拉应力与腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂称为应力腐蚀。

不论是塑性材料还是脆性材料都可能发生应力腐蚀，它与单纯的由应力造成的破坏或由腐蚀引的破坏不同，在一定的条件下在很低的应力水平或腐蚀性很弱的介质中，也能引起应力腐蚀。

应力腐蚀所引起的破坏在事先往往没有明显的变形预兆，突然发生脆性断裂，故它的危害性很大。

应力腐蚀的速度一般在10-3mm/h的范围内，大于通常的腐蚀速度（10-4mm/h），比单纯由应力产生的断裂速度较小些。

应力腐蚀只有在特定条件下才会发生：

（a）、元件承受拉应力的作用。

拉应力可由外界因素产生，也可由加工过程中产生。

一般来说，只需具有很小的拉应力即可能引起应力腐蚀。

，

（b）、具有与材料种类相匹配的特定腐蚀介质环境。

每种材料只在某些介质中才会发生应力腐蚀，而在另一些介质中不发生应力腐蚀。

例如普通钢材会发生应力腐蚀的介质为：

氢氧化物溶液、含有硝酸盐、碳酸盐、氰酸盐或硫化氢的水溶液、海水、硫酸--硝酸混合液、液氨等。

奥氏体不锈钢会发生应力腐蚀的介质为：

酸性及中性的氯化物溶液、海水、热的氟化物溶液及氢氧化物溶液等。

碳钢和低合金钢焊制的压力容器最常见的应力腐蚀环境包括：

湿H2S环境，液氨环境以及NaOH溶液。

而奥氏体不锈钢压力容器最常见的应力腐蚀是氯离子引起的。

（c）、材料应力腐蚀的敏感性对钢材来说，应力腐蚀的敏感性与钢材成分、组织及热处理等情况有关。

GB151标准中换热器壳体最小厚度由以下因素决定

1、换热器壳体最小厚度的确定主要是考虑使壳题具有足够的刚性，减小变形，以利于管板和管束的安装。

尤其是浮头式和U形管式换热器的壳体，因为无管板的自持作用又需要拆卸，故保证一定的厚度更有必要。

2、对叠摞状态使用的卧式换热器，其鞍座及接管都会对壳程圆筒产生较大的局部应力。

，为此也许适当增加壳体的最小厚度。

3、适当增大壳程圆筒的最小厚度，也有利于对管程设计压力较高的换热器在壳程进行管接头的泄漏试验。

1.当压力-O.lvPvO.6,且介质无毒无腐蚀时可选PL型法兰

2.当压力Pvl.6时且为低于中度危害时可选用SO型法兰

3.介质为中度危害以上或易燃易爆时选用WN型法兰

4.当属于1,2时压力等级高于设计压力；属于3时，压力等级要1.6MPa级以上.

5.属于标准规定的压力等到级相应的标准规定选取.

6.属于1,2条时,紧固件螺栓,螺母以及螺柱一般可选用商品级；属于3条时,则用螺柱且要高强度组合

7.设备法兰紧固件用螺柱,设备内部用紧固件一般用不锈钢材料

8.属于1,2条时,可根据介质情况选用非金属垫片；属于3条时,选用金属缠绕垫

7.设备法兰紧固件用螺柱,设备内部用紧固件一般用不锈钢材料

8.属于1,2条时,可根据介质情况选用非金属垫片;属于3条时,选用金属缠绕垫

1.一般选用PL法兰，无特殊要求时

3.介质为易燃易爆时一般选用SO型法兰

4.介质为高度危害时一般选用WN型法兰

5.设备法兰紧固件用螺柱,设备内部用紧固件一般用不锈钢材料，

这个要看介质，如果纯碳钢设备也用不锈钢的话，好是好，但不经济

设备法兰紧固件用螺柱，这个不一定，小设备有的也用螺栓

热处理的一些知识

热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形状,&127;尺寸和性能都有极为重要的

影响。

当它超过材料的屈服强度时,&127;便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它

有害的一面,应当减少和消除。

但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿

命,变有害为有利。

分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的

实际意义。

例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。

一、钢的热处理应力工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差，就会导致体积膨胀和收缩

不均而产生应力,即热应力。

在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时，由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。

即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。

这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。

当冷却速度

愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。

另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体

积的膨胀,&127;工件各部位先后相变，造成体积长大不一致而产生组织应力。

组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压应力,恰好与热应力相反。

组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状，

材料的化学成分等因素有关。

实践证明,任何工件在热处理过程中,&127;只要有相变,热应力和组织应力都会发生。

&127;只不过热应力在

组织转变以前就已经产生了，而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果,&127;就是工件中实际存在的应力。

这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多

因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。

就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方

向相反时二者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。

不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导

因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。

&127;组织应力占主导地位时的作用结果

是工件心部受压表面受拉。

二、热处理应力对淬火裂纹的影响存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素（包括冶金缺陷在内）,对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只

有在拉应力场内（&127;尤其是在最大拉应力下）才会表现出来,&127;若在压应力场内并无促裂作用。

淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决

定性影响的因素。

为了达到淬火的目的，通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬

火冷却速度才能得到马氏体组织。

就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。

其效果将随高温冷却速度的加快而增大。

而且,在能淬透的

情况下,截面尺寸越大的工件,虽然实际冷却速度更缓,开裂的危险性却反而愈大。

这一切都是由于这类钢的热应力随尺寸的增大实际冷却速度减慢,热应力减小,&127;组织应力随尺寸的增大而增加,最后形成以组织应力为主的拉应力作用在工件表面的作用特点造成的。

并与冷却愈慢应力愈小的传统观念大相径庭。

对这类钢件而言,在正常条件下淬火的高淬透性钢件中只能形成纵裂。

避免淬裂的可靠原则是设法尽量减小截面内外马氏体转变的不等时性。

仅仅实行马氏体转变区内的缓冷却不足以预防纵裂的形成。

一般情况下只能产生在非淬透性件中的弧裂,虽以整体快速冷却为必要的形成条件，可是它的真正形成原因,却不在快速冷却（包括马氏体转变区内）本身,而是淬火件局部位置（由几何结构决定）,在高温临界温度区内的冷却速度显著减缓,因而没有淬硬所致&127;。

产生在大型非淬透性件中的横断和纵劈,是由以热应力为主要成份的残余拉应力作用在淬火件中心&127;,而在淬火件末淬硬的截面中心处,首先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。

为了避免这类裂纹产生，往往使用水--油双液淬火工艺。

在此工艺中实施高温段内的快速冷却,目的仅仅在于确

保外层金属得到马氏体组织,&127;而从内应力的角度来看,这时快冷有害无益。

其次,冷却后期缓冷的目的,主要不是为了降低马氏体相变的膨胀速度和组织应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的

收缩速度,从而达到减小应力值和最终抑制淬裂的目的。

三、残余压应力对工件的影响渗碳表面强化作为提高工件的疲劳强度的方法应用得很广泛的原因。

一方面是由于它能有效的增加工件表面的强度和硬度，提高工件的耐磨性，另一方面是渗碳能有效的改善工件的应力分布,在工件表面层获得较

大的残余压应力,&127;提高工件的疲劳强度。

如果在渗碳后再进行等温淬火将会增加表层残余压应力,使疲

劳强度得到进一步的提高。

有人对35SiMn2MoV钢渗碳后进行等温淬火与渗碳后淬火低温回火的残余应力进行过测试其钢的退火与正火

常用的热处理工艺分为两大类：

预备热处理目的：

消除坯料、半成品中的某些缺陷，为后续冷加工，最终热处理作组织准备。

最终热处理目的：

使工件获得所要求的性能。

退火与正火的目的:

消除钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及最终热处理做好组织准备。

一、钢的退火

1、概念：

将钢件加热到适当温度（Ac1以上或以下），保持一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。

2、目的：

（1）降低硬度，提高塑性，

（2）细化晶粒，消除组织缺陷

（3）消除内应力

4）为淬火作好组织准备

3、类型：

（根据加热温度可分为在临界温度（Ac1或Ac3）以上或以下的退火，前者又称相变重结晶退火，包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火；后者包括再结晶退火及去应力退火。

）

（1）完全退火：

1）概念：

将亚共析钢（Wc=0.3%〜0.6%）加热到AC3+（30〜50厂C,完全奥氏体化后，保温缓冷（随炉、埋入砂、石灰中），以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。

2）目的：

细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。

3）工艺：

完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内

转变为珠光体。

工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透，即工件心部达到要求的加热温度，而且要保证全部看到均匀化的奥氏体，达到完全重结晶。

完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。

实际生产时，为了提高生产率，退火冷却至600C左右即可出炉空冷。

4）适用范围：

中碳钢和中碳合金钢的铸，焊，锻，轧制件等。

注意事项：

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Accm以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。

（2）球化退火

1）概念：

使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。

2）工艺：

一般球化退火工艺Ac1+（10〜20）C随炉冷至500〜600C空冷。

3）目的：

降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。

4）适用范围：

主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。

过共析钢中有网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以进行切削加工，而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。

为此，钢热加工后必须加一道球化退火，使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗体发生球化，得到粒状珠光体。

冷却速度和等温温度也会影响碳化物获得球化的效果，冷却速度快或等温温度低，珠光体在较低温度下形

成，碳化物颗粒太细，聚集作用小，容易形成片状碳化物，从而使硬度偏高。

如果冷却速度