《不锈钢去应力退火》PPT课件

同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和 去应力退火等。 • 用途：经过退火的不锈钢主要是消除刚才的残余应力，可以让金 属材料经过精密加工之后仍然保持原来形状，主要应用于手机锅 仔片，钢网 不锈钢弹片等精密度要求极高的材料
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•
应力腐蚀破坏
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去应力退火方法
说明：表中方法顺序为优先选择顺序 A：1010-1120℃加热保温后缓慢冷却。 B：850-900℃加热保温后缓慢冷却。 C：1010-1120℃加热保温后快速冷却。 D：480-650 ℃加热保温后缓慢冷却。 E：430-480 ℃加热保温后缓慢冷却。 F：200-480 ℃加热保温后缓慢冷却 保温时间：按每25mm，保温1-4h，较 低温度时采用较长保温时间。
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• 不锈钢管的热处理只能改变金属基体组织，钢管由硬态转变为 软态，它不能改变不锈钢管的形状（大小变化也不明显）。因 此，不锈钢管的热处理不能从根本上消除钢管加工后残留剩余 应力的有害作用。不锈钢管热处理的主要形式有：消除应力退 火、正火、淬火与回火、表面热处理等．
• 不锈钢管在冷却及发生组织转变过程中，产生热应力和组织应 力，这些应力可使钢管产生裂纹或翘曲．由于存在着内应力， 不锈钢管在机械加工后由于内应力重新分布将发生变形，不能 保证加工精度．另外大型零件机械加工之后，其内部也易残存 应力．
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• 任何工件在热处理过程中,只要有相变,热应力和组织应力都 会发生。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,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。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。
注： • 在较强应力腐蚀环境工作，最好选用
Ⅰ类钢A处理，或Ⅱ类钢B处理。 • 工件在制作过程中，产生敏化情况下
应用。 • 如果工件在最终加工后进行C处理时，
此时可采用A或B处理。
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不锈钢退火工艺
(1)退火
1) 退火温度：700-800℃
2) 保温时间：30min+厚度×1min/mm
405 650-815℃
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• 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,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。
• 随着科学技术的发展，不锈钢去应力退火得到了广泛的应用。 表面热处理可以提高产品质量，缩短生产周期和改善劳动条件， 提高生产组织水平。目前应用最广泛的表面热处理是感应热处 理，它可应用于淬火、回火、正火、调质、透热等，适用于机 械化大生产，可通过计算机控制实现无人操作。
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不锈钢去应力退火案例
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用于普通工件的感应加热电源控制系统示意图
TA 656VAC
S300
高压桥
低压桥起动条件
低压桥
全控
来自S300
半控
来自S300
PROFIBUS
来自S300
逆变器 负载电路
IMF
S300
P.L.C.CABUET
U S300 MF
TF300
P2 P1
J8 J7
JP24
JP23
S300A
J6
J5
J4
J3
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• 自控型可调节加热时间、加热功率、保温时间、保温功率和冷却时间；大 大提高了加热产品的质量和加热的重复性，简化工人的操作技术。特别安 全，输出电压低于36V，免除高压触电危险。
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• 成熟的不锈钢去应力退火技术，设计的生产线中分别对淬火和 回火工艺配备进口红外线测温装置，实现了加热温度自动控制， (并且可以通过调节功率来实现温度调节)，而机械传动部分则 是采用了调速电机带动，可以随意调节运行速度及功率，而这 些操作均由中心控制系统来实现，工人只需启动、停止操作系 统中的按钮就可实现所有的运行动作。
空冷或水冷
430 705-790 ℃
空冷或炉冷
430F
815-900 ℃ 705-790 ℃
炉冷到600（5-10 ℃/h）然后空冷 空冷或水冷
442 760-830 ℃
空冷或水冷
446 760-830 ℃
空冷或水冷
备注：保温时间一般为1-2h 薄物（厚度2-3mm）3-5min
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• 所有这些不锈钢管都需在粗加工后进行消除应力退火．消除内应力退火通常 是将不锈钢管以50至100分钟的速度加热到500-550℃，保温3-5小时或更长些 时间（根据装炉量而定），然后以20至50分钟的速度随炉冷却到200℃。左右 后出炉空冷．当温度超过550℃时或保温时间过长反而会引起石墨化，使不锈 钢管硬度和强度降低，在较低的温度下也可消除不锈钢管的一部份内应力， 以前曾应用在常温下长时间停留的办法来消除内应力，称为自然时效，但此 法时间太长，一般不予采用．
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(2)去应力退火
1) 退火温度：700-760℃或者230-370 ℃ 2) 保温时间：1.5-2h 3) 冷却：先以50 ℃/min冷却到600 ℃，然后空冷。
(3)高纯铁素体退火
1) 退火温度：900-1050℃ 2) 保温时间：1-2h。 3) 冷却：快冷。
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• 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,
不锈钢去应力退火
内容大纲 Table of Contents
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不锈钢去应力退火简介
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不锈钢去应力退火技术
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不锈钢去应力退火案例
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不锈钢去应力退火简述
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不锈钢去应力退火简介
去应力退火又称低温退火 （或高温回火），这种退 火主要用来消除铸件，锻 件，焊接件，热轧件，冷 拉件等的残余应力。 如果这些应力不予消除， 将会引起钢件在一定时间 以后，或在随后的切削加 工过程中产生变形或裂纹。
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• 不锈钢管在冷却时，表层及一些薄截面处，往往产生白口，白 口组织硬而脆，不好切削，使用时也易剥落，所以一般不锈钢 管必须采用退火或正火的方法消除这种铸造缺陷，退火或正火 的温度多半在850-950℃之间．在该温度下保温1-2小时，渗碳 体即分解为石墨和奥氏体（石墨化第一阶段），在随后的炉冷 过程中，二次渗碳体和共析渗碳体又将分解成石墨（即石墨化 第二阶段）。最后基体为铁素体或铁素体加珠光体，从而降低 了铸件的硬度和强度，如果需要提高不锈钢管耐磨性能，则加 热、保温后不随炉冷而采用空冷。除了在850-950℃保温过程中 渗碳体分解外，而在正火冷却过程中渗碳体来不及分解，这样 既可以降低不锈钢管硬度，又能得到珠光体基体组织，保持一 定的强度和硬度。
加热效率高 (速度快慢可调节
ห้องสมุดไป่ตู้控制)
加热范围广 可加热各式各样的
金属工件
安装方便 连接电源，感应圈 和进出水管即可，
启动速度快 通水通电后即可启 动加热，操作简便
加热效果好 被加热物芯表温差
均匀，升温快
保护措施布置齐全 设有过压、过流、 过热等报警指示
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不锈钢去应力退火发展趋势
不锈钢去应力退火 发展是伴随工业技术的发展同步进行的。趋势就是从最初的原始化、简单化，发展到具
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感应热处理的优点
精确地将工件需进 行淬火的局部进行 加热
一般均配有步进梁 送料、机械手取工 件及机器人操纵感 应器
快速热处理 可进行工件局部淬火
节能热处理 机械化及自动化
感应淬火的加热时 间以秒计，一般在 2~10s之内，生产 周期亦短
其能耗与渗碳、氮 化、调质相比具有 极大的优势
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不锈钢去应力退火技术优势
• 金属工具使用时因受热而失去原有的硬度。把金属材料或工件 加热到一定温度并持续一定时间后，使缓慢冷却。退火可以减 低金属硬度和脆性，增加可塑性。也叫焖火。
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• 不锈钢去应力退火目的 • (1)降低硬度，改善切削加工性； • (2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向； • (3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 • (4)在生产中，退火工艺应用很广泛。根据工件要求退火的目的不
• 奥氏体不锈钢虽在200~400℃加热时便已开始进行应力松弛， 但有效的去除应力须在900℃以上（即使870℃时也只能部分 去除）。这种钢在400~820℃进行去应力退火中，常伴随有 碳化物析出而导致晶间腐蚀，650~700℃时最为严重，或形 成σ相（在540~930℃），使脆性增大并使抗腐蚀性变坏（铸 件及焊件中因常有a相，易转变为σ相，锻件中较少），因此 处理规程不易选择。通常，只有当工件在应力腐蚀条件下工 作时，进行去应力退火才较有利。在许多情况下，即使只有 部分地去除应力，亦可保证工件（尤其是容器）不因应力腐 蚀而造成事故，各类奥氏体不锈钢的去应力退火规程见表1-5.
J22
J2
J1
AL300
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不锈钢去应力退火技术
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• 不锈钢的去应力退火工艺，应根据奥氏体不锈钢的材质、使用 环境、消除应力的目的及工件形状尺寸等情况选择。
• 经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑 性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的 物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如等温退火、均 匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定 化退火、磁场退火等等。
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• 不锈钢去应力退火可以改善工作环境、提高工人劳动环境和公司 形象、无污染、低耗能。感应加热炉与煤炉相比，工人不会再受 炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要 求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。
• 利用中频感应加热的方法，对碳结钢和低合金结构钢热轧标准件 进行，与20世纪71年代已在美，法，饿等多个国家冶金工厂应用， 建设了多条中频感应加热生产线，这些钢号大多用于制造汽车， 拖拉机，机床用零部件。标准件感应加热，因受到冷却条件的限 制，加热的标准件直径限定在60mm，大于60mm直径的标准件后， 发现存在芯部硬度不足的现象。中频感应加热不仅能对圆棒，而 且还能对方形，多边形条材进行。
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• 由感应加热原理设计的不锈钢去应力退火主要由变频电源和电磁感应器组成。 和其它加热炉比较，优势明显。如升温速度快，加热时间短，能成倍提高生 产率；能与其它工艺设备组成连续的生产线；加热效率高达60~75%，较火焰 加热效率20%、电阻炉加热效率40%高出许多；感应加热过程不产生烟气和烟 尘，节能与环保；自动化程度高，特别适合毛坯形状简单，品种少，产量大 的产品零件生产。因其诸多的优势，正在快速的淘汰利用火焰加热和电阻加 热的装置，大量用于热成型，毛坯锻造、热冲压、热挤压轧制等热加工行业。 它充分利用的是许多产品通过金属加热到一定温度，具有可塑性的特点，然 后再利用各种方式使金属轧制成希望的形状。
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• 在许多情况下，即使只有部分地去除应力，亦可保证工件（尤 其是容器）不因应力腐蚀而造成事故，各类奥氏体不锈钢的去 应力退火规程见表1-5.
• 表1-5各类奥氏体不锈钢的去应力退火规程
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A——1066-1120℃退火慢冷 B——900℃去应力，慢冷。 C——1066~1120℃退火、水冷（e）。 D——900℃去应力，水冷（e）。 E——480~650℃去应力，慢冷。 F——＜480℃去应力，慢冷。 G——200~480℃去应力，慢冷。