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退火

退火

冶金学家经常依靠热处理来帮助提高金属合金(如钢)的某些特性。对金属进行回火,以提高表面硬度而不产生过度的脆性,这一直是工业零件制造商的一个重要目标。退火过程可以帮助实现这一目标。

退火的最简单形式可能已经发生了几个世纪。它是指在高于再结晶点的一段时间内重新加热金属合金,然后让其逐渐冷却。

例如,在铁匠的工作中,这种过程经常会偶尔发生。当有人在铁砧上用反复的锤击塑造热金属零件时,材料逐渐变硬并失去延展性。退火的金属,再加热一段时间的间隔,允许铁匠恢复这一重要的质量,促进进一步成型和形成的努力。

退火过程中

今天,在金属零件制造环境中,退火过程已经变得科学和可控。制造商可以通过故意将金属合金在指定温度、指定时间内重新加热,然后逐步重新冷却,来恢复金属工件的柔软性和延展性,并减少脆性带来的负面影响。

退火的过程恢复了延展性,因为它加热金属合金,使形成固体结构的分子之间的晶体键稍稍松动。就像熔化的金属不会保留以前的三维形状一样,重新加热会促进材料的软化,使其更具柔韧性和延展性。类似地,金属制造商通过控制加热来有效地“揉捏”金属,就像面包师操作硬面包面团一样。

退火确实需要一些基本的设备。在规定的时间内精确控制金属加热工具的温度的能力被证明是成功的关键。加热炉或金属加热炉或感应热处理装置,加上在室温下逐渐冷却铁水金属的设施,都能促进精确退火。

在某些情况下,“退火”一词指的是对玻璃等材料进行加热,以允许有色染料附着的过程。本文讨论金属加工范围内的退火。

退火方法

冶金学家已经发明了多种退火方法。一些最广泛使用的包括:

归一化

零件制造商通过标准化来提高金属产品的细晶粒度,提高零件的可加工性和尺寸稳定性。他们通常在高于临界熔点的范围内加热钢合金一段指定的时间,然后淬火并慢慢冷却材料。高温有助于分解钢中的含铁分子。在冷却过程中,再结晶发生在更细的奥氏体结构中。

亚临界退火

这种形式的退火发生在合金的临界熔点以下。它在不引起金属工件完全再结晶的情况下提高了延展性,降低了脆性。

完全退火

完全退火导致金属工件晶格结构的再结晶。适用的温度根据金属的成分和合金而变化。这种技术需要精确控制加热和逐渐冷却的时间周期。

减压退火

有时大型铸件表现出更大的应力断裂敏感性。通过长时间将这些工件加热到1112华氏度至1200华氏度以上的高温,然后在室温下缓慢冷却,制造商通常能将这一常见问题最小化。

中间退火

工艺退火在金属物体成形过程中间歇性地发生。例如,大多数铁匠在制作马蹄铁和其他物品时进行退火工艺。制造冷加工金属部件的制造商通常在亚临界温度下进行工艺退火,以恢复延展性和柔软性,而不会意外导致断裂。

球化退火

制造商在高碳钢的退火上采用这种高度专业化的形式。几种不同的技术有助于提高金属的可加工性。具体的技术选择取决于制造商的目标和所涉及的钢合金的成分。

退火:材料和应用

由于相当大的可变性存在于金属退火工艺今天,工业零件生产环境已经包含了各种各样的材料和特定的退火应用。考虑一下这些问题:

材料

今天的退火既发生在低技术环境中,也发生在高技术环境中。退火金属的成分在很大程度上决定了所需材料的程度。例如,制造商寻求对含有高熔点的金属合金进行正规化,可能需要在较高温度下长时间加热工作材料的能力。相比之下,铁匠在进行工艺退火时,为了提高锻件的延展性,不需要如此高的精度;他们可以使用非常基本的材料和金属处理工具。

应用程序

由于退火有助于提高金属的延展性和可加工性,同时降低断裂电位,这种工艺在许多行业中享有广泛的应用。一些可以从退火中获益的部件包括:装饰性金属雕像、马蹄、消费品和许多复杂且形状复杂的工业金属部件。

退火在帮助企业减少与固化焊缝或在制造过程中过早硬化工件相关的材料浪费方面起着特别重要的作用。通过退火,制造商可以最大限度地减少断裂金属部件的回收,从而降低生产成本。


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