热处理工艺(1)
热处理工艺
热处理工艺热处理工艺是通过加热和冷却对金属材料进行控制的工艺过程，目的是改变其原有的物理和化学性质，以提升材料的性能。
热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火、疏松加热等不同方法。
本文将介绍热处理工艺的原理、方法和应用。
一、热处理工艺原理1.金属材料的组织结构与性能金属材料由于晶粒和晶界结构，其中晶粒内的原子排列方式称为晶态。
金属材料的物理和力学性质与其晶粒和晶界结构有关。
晶粒的大小、形状、分布和晶界的状态对金属材料的强度、硬度、塑性、韧性、导电性等性质影响显著。
2.热处理过程的原理由于金属材料在加热和冷却过程中的物理和化学反应，其晶粒和晶界组成的结构也会发生变化，从而影响其物理和化学性质。
热处理工艺就是通过控制材料的加热、保温时间和冷却速度等参数来控制金属材料的组织结构，从而提高材料的性能。
二、热处理方法1.退火退火是将金属材料加热至一定温度，保温一定时间后慢冷的热处理方法。
通过退火可以改变金属材料的晶界和晶粒的结构，增强塑性、韧性和延展性能。
退火方法也有多种不同的类型，包括全退火、球化退火、等温退火和局部退火等。
2.正火正火是将金属材料加热至一定温度，保温一定时间后慢冷的热处理方法。
通过正火可以改变金属材料的晶粒组织结构，提高其强度和硬度。
3.淬火淬火是将金属材料加热至一定温度，然后迅速浸入冷却介质中，使其迅速冷却的热处理方法。
淬火可以使晶粒迅速细化，提高材料的硬度和强度，但同时也会减少塑性和韧性。
4.回火回火是在淬火后将材料重新加热至一定温度并保温一定时间后冷却的热处理方法。
回火可以通过改变材料的晶界和晶粒组织结构来调整其硬度和韧性。
5.疏松加热疏松加热是将金属材料加热至一定温度并保温一定时间，旨在在已存在的材料中生成孔洞或气体，使材料产生疏松现象。
此工艺常用于铸造后处理中，其目的是在材料中消除潜在的缺陷和裂纹。
三、应用热处理工艺广泛应用于制造业中，包括钢铁、铸造、航空航天、汽车和电子等领域。
热处理工艺
等温冷却
连续冷却
时间
过冷奥氏体的两种冷却方式
G A3
A
E
Acm
Arcm
0.0218
P
S
Ar3 P
Q
A1 Ar1
0.77
2.11
含碳量（ %）
孕育期
一. 过冷奥氏体的等温转变曲线（C曲线） 金相法
过冷奥氏体
转变开始
转变过渡区（过冷奥氏 体和转变产物）
转变结束（转变产物： 珠光体（＞550℃）； 贝氏体（＜ 550℃）； 马氏体（Ms与Mf 之间）
1.工艺：A1以下某一温度（150~650 ℃），保温后出炉 空冷 。
2.目的：（1）通过回火，使马氏体发生转变，并控制转 变程度获得不同的回火组织，使钢具有所需要的性能； （2）降低或消除淬火应力，减小变形，防止开裂； （3）通过不同的回火温度来调整硬度，减小脆性； （4）使淬火组织稳定化，避免工件在使用过程中发生 尺寸和形状的变化。
C）目的： 使热轧、锻造空 冷后组织中的网状二次渗碳 体和珠光体中片层状的渗碳 体球化，降低硬度，改善切 削性能，并为后续的淬火做 好组织准备。
D）适用范围： 过共析钢、 合金工具钢
Ac3 Ac1
等温退火
球化退火 完全退火
4、去应力退火：
A）工艺： A1以下某一温度（500~650 ℃），保温后随 炉缓冷至200 ℃以下出炉空冷 。 B）特点：低温退火，无组织变化 C）目的： 消除铸、锻、焊件等的残余应力 D）适用范围： 所有碳钢
3.淬火钢在回火时的组织和性能的转变
1）马氏体的分解：在100℃以上，马氏体就开始 分解，其中的碳以ε-Fe2.4C的形式析出，饱和度 降低，此时的组织为极细的ε-Fe2.4C和低过饱和 度的铁素体组成，称为回火马氏体M回。这一阶 段内应力减小，力学性能变化不大。
典型的热处理工艺
典型的热处理工艺热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺改变材料的组织结构和性能的过程。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等。
下面将分别对这些典型的热处理工艺进行详细介绍。
1. 退火：退火是将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。
退火可以改变材料的组织结构，减轻应力，提高塑性和韧性。
根据不同的目的，退火可以分为全退火、球化退火、时效退火等。
全退火是将材料加热到临界温度以上，然后慢慢冷却到室温，目的是恢复材料的再结晶组织，消除应力，并提高塑性和韧性。
球化退火是将材料加热到临界温度以下，然后冷却到室温，目的是消除应力和改善材料的加工性能。
时效退火是将材料在较低的温度下保温一段时间，目的是实现材料的时效硬化和组织稳定。
2. 正火：正火是将材料加热到一定温度，然后冷却到室温的过程。
正火可以使材料获得高硬度和高强度，但韧性相应降低。
常见的正火工艺有正火淬火、正火回火、正火水淬等。
正火淬火是将材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温，目的是形成马氏体组织，提高材料的硬度。
正火回火是将材料加热到临界温度以上，然后缓慢冷却到室温，目的是降低材料的硬度并提高韧性。
正火水淬是将材料加热到临界温度以上，然后用水迅速冷却，目的是在材料表面形成淬火硬化层，并提高表面的硬度和耐磨性。
3. 淬火：淬火是将材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温的过程。
淬火可以使材料获得高硬度和高强度，但韧性相应降低。
淬火过程中的冷却速度和冷却介质的选择都对材料的组织结构和性能有重要影响。
常见的淬火介质有水、油和气体等。
水冷速度最快，油冷次之，气体冷速度最慢。
根据不同的目的，淬火可以分为完全淬火、局部淬火、表面淬火等。
完全淬火是将整个材料同时进行淬火，目的是获得全面的硬化效果。
局部淬火是将材料的局部区域加热和淬火，目的是获得不同的硬度和性能分布。
表面淬火是在材料的表面形成淬火硬化层，提高表面的硬度和耐磨性。
4. 回火：回火是将材料在淬火之后再加热到一定温度，保温一段时间，然后冷却到室温的过程。
热处理工艺
热处理工艺热处理工艺是一种重要的材料加工技术，主要是改变材料的热物理性能而得到的一种特殊的流程。
热处理是一种重要的金属材料加工方法，它可以改变金属材料的组织、结晶结构、性能和综合性能。
它是对金属材料进行各种加工、整形，以达到改善材料性能、提高材料使用性能的一种加工方法。
热处理工艺将通过改变金属材料温度、时间、介质及气氛等进而改变其组织和结构以获得所需的性能。
经过热处理，金属材料的分子构型及性能发生改变。
常见的热处理方法有热处理、回火、正火和正析等，可以改变金属材料的组织结构、物理性能、力学性能、抗腐蚀性、抗热应力性、耐磨性和耐热性等。
热处理工艺的应用非常广泛，主要是因为它可以改变金属材料的物理和力学性能。
它主要应用于航空、船舶、军事、电子、汽车、机械、冶金等行业，可以改善金属材料的性能，提高材料使用性能。
热处理工艺有很多种，其中，正析热处理是一种通过控制加热温度和时间来影响金属材料的内部结构的方法。
正析热处理首先将金属材料锻造成坯料，然后在温度不变的情况下将坯料加热，使坯料在温度不变的条件下经过一段时间，晶粒尺寸发生变化，从而达到调节材料特性的效果。
正析热处理可以改善金属材料的力学性能和抗腐蚀性，以及抗热失效性能等特性。
热处理技术以及其在材料加工中的应用，不仅提高了金属材料的物理性能和力学性能，而且使其具有了更高的抗腐蚀性、抗热失效性能以及耐磨强度等特性，使得金属材料的使用性能和质量发生了积极的变化。
目前，热处理技术已被广泛应用，它为金属材料的加工、整形以及综合性能提供了重要的支持。
综上所述，热处理工艺是一种重要的材料加工技术，它主要是通过改变材料温度、时间、介质及气氛等进而改变金属材料的组织和结构来获得所需的性能。
它主要应用于航空、船舶、军事、电子、汽车、机械、冶金等行业，可以改善金属材料的性能，提高材料使用性能。
热处理技术以及其在材料加工中的应用，不仅提高了金属材料的物理性能和力学性能，而且使其具有了更高的抗腐蚀性、抗热失效性能以及耐磨强度等特性，使得金属材料的使用性能和质量发生了积极的变化。
常用的热处理工艺及目的
常用的热处理工艺及目的
一、常用热处理工艺：
1、回火：通过加热和慢速冷却，以改善金属材料机械性能和提高组
织稳定性。
2、正火：用于改善金属材料的组织结构，改善其界面性能。
3、退火：通过加热和慢速冷却，以减软、增韧和提高可塑性的目的
而进行热处理。
4、淬火：通过加热和快速冷却的热处理，使金属材料具有高的强度、韧性和良好的耐磨性。
5、硬质化处理：使金属材料具有超强的硬度和韧性，提高耐磨性和
热强度。
6、马氏体稳定化处理：针对一些特定材料，利用恒定温度和时间，
使马氏体组织达到稳定。
7、球化处理：通过加热和冷却，使金属材料表面组织形成球状结晶，从而改善表面性能。
8、脆化处理：通过调节温度和时间，使金属材料变得脆性，以便后
期的热处理。
二、常用热处理的目的：
1、为了改善金属材料的机械性能，提高其强度、韧性和硬度等。
2、为了改善金属材料的抗磨性，耐腐蚀性和热强度等。
3、为了改变材料组织结构，改善显微组织形貌，改变金属材料的晶粒大小。
4、为了改善金属材料的界面性能，使其变为球状结晶，从而改善了其可塑性和抗锈腐性。
四大热处理工艺
四大热处理工艺
热处理工艺是一种通过改变材料的物理结构、化学成分和性质来改善其性能的技术。
在热处理工艺中，有四项主要的工艺，分别是退火、淬火、回火以及表面处理。
这四种热处理工艺都具有不同的特点和应用范围，并被广泛应用于现代工业生产中。
1. 退火工艺
退火工艺是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温的工艺。
此工艺可以减少材料中的残余应力和提高硬度，改善材料的延展性和韧性，提高材料的加工性能，适用于铸造、锻造和变形加工等多种材料加工领域。
退火的最佳温度和持续时间会因材料不同而异。
2. 淬火工艺
淬火是将金属材料加热到一定温度后，通过迅速冷却来改变材料的组织结构和性质的工艺。
此工艺可以提高材料的硬度、强度和耐磨性，适用于制造各种机械零部件、工具等。
淬火温度、冷却速度和时间会对最终的材料性能产生显著的影响。
3. 回火工艺
回火工艺是在淬火后，将已经变硬的材料重新加热到一定温度，然后缓慢冷却的工艺。
此工艺可以减轻材料的脆性，并使其具有较好的延展性和韧性，适用于制造各种高强度零部件，如弹簧、轴承、齿轮等。
回火的最佳温度、时间和冷却速度也会因材料不同而异。
4. 表面处理工艺
表面处理工艺是将材料表面进行改性的工艺，包括氮化、硬化、镀膜等多种方法。
通过这些方法可以改善材料表面硬度、抗腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性等，适用于制造各种高性能零部件和设备。
综上所述，四种热处理工艺在现代工业中都具有广泛的应用。
不同材料和加工要求会产生不同的需要，因此选择合适的热处理工艺不仅可以改善材料的性能，也可以提高生产效率，实现工业生产的可持续发展。
热处理工艺
热处理热处理的定义热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
热处理工艺的特点金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
金属热处理的工艺的介绍热处理的工艺过程热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。
这些过程互相衔接，不可间断。
加热是热处理的重要工序之一。
金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。
电的应用使加热易于控制，且无环境污染。
利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。
因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。
加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。
加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。
另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。
热处理的操作方法
热处理的操作方法热处理是金属材料工程领域中非常重要的工艺过程之一，通过对材料进行加热和冷却的控制，可以改变材料的晶体结构和性能，从而满足不同的工程要求。
热处理通常包括退火、正火、淬火和回火等工艺，下面将详细介绍这些工艺的操作方法。
1. 退火退火是一种常用的热处理工艺，主要目的是通过加热和适当的冷却来消除材料内部的应力和晶界缺陷，从而改善材料的塑性和韧性。
退火工艺的操作方法如下：(1) 预热：将待处理的材料放入炉中，进行适当的预热，以提高材料表面和内部温度的均匀性。
(2) 加热：根据材料的性质和要求，将材料加热到一定的温度范围内，保持一段时间，使其达到均匀的高温状态。
(3) 保温：将加热后的材料保持在一定的温度范围内一段时间，以保证材料内部晶体结构的改变。
(4) 冷却：缓慢冷却或空冷，使材料内部晶体结构重新排列，缓解应力和改善材料的性能。
2. 正火正火是通过将材料加热到一定温度区间内进行保温处理，然后进行缓慢冷却的热处理工艺，主要目的是对材料进行改变纹理，提高材料的硬度和强度。
正火工艺的操作方法如下：(1) 预热：将待处理的材料放入炉中进行预热，提高材料表面和内部温度的均匀性。
(2) 加热：根据材料的性质和要求，将材料加热到一定的温度范围内，保持一段时间，使其达到均匀的高温状态。
(3) 保温：将加热后的材料保持在一定的温度范围内一段时间，以保证材料内部晶体结构的改变。
(4) 冷却：将保温后的材料迅速放入缓慢冷却的介质中，以控制材料的组织结构和性能。
3. 淬火淬火是通过将材料迅速冷却到介质中，使材料快速冷却，从而尽可能地提高材料的硬度和强度的热处理工艺。
淬火工艺的操作方法如下：(1) 预热：将待处理的材料放入炉中进行预热，提高材料表面和内部温度的均匀性。
(2) 加热：根据材料的性质和要求，将材料加热到一定的温度范围内，保持一段时间，使其达到均匀的高温状态。
(3) 保温：将加热后的材料保持在一定的温度范围内一段时间，以保证材料内部晶体结构的改变。
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§7.2 常用退火工艺方法
处
热处理工艺(1)
§7.2 常用退火工艺方法
热处理工艺(1)
§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2 常用退火工艺方法
六、去氢退火
去氢退火的目的是消除钢中的氢所造成的 白点（发裂）。采用温度需加热到Ac3以上， 然后迅速冷却到C曲线“鼻尖”稍下一点温 度等温并保持较长时间，使氢原子从钢内逸 出。
对某些导热性低的高合金钢或合金材料， 加热速度应限于150℃/时以下，而且原则上 应低温(≤250℃)装炉，开始加热速度较慢， 温升至600℃后可加快升温速度。
热处理工艺(1)
§7.6 退火与正火工艺的制定原则
三、保温时间的选择
Ø 保温的目的是使炉料内外温度一致，并完成 所需的组织转变。
Ø 保温时间的确定应考虑钢的成分及原始组织 状态、装炉量、装炉方式以及加热炉的特性 等因素。合金钢在退火、正火时的保温时间 应比碳钢长一些，因为大多合金元素阻碍碳 和铁原子的扩散，合金元素自身扩散能力也 较小。
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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金属的加热
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§7 钢的退火与正火
热处理工艺(1)
§7.1 退火的定义、目的及分类
一、退火的定义 退火是将钢加热到低于或高于Ac1点以上
温度，保持一定时间后缓慢地炉冷或控制冷 却速度，以获得平衡态组织的热处理工艺。
退火既可作为预备热处理，为最终热处理 （淬火、回火、化学或表面热处理等）创造 良好的组织条件或适于后续加工工艺性能的 需要，也可作为钢的成品或半成品的最终热 处理。
§7.4 退火正火后的组织和性能
火
热处理工艺(1)
§7.4 退火正火后的组织和性能
热处理工艺(1)
§7.5 退火、正火的缺陷
热处理工艺(1)
§7.5 退火、正火的缺陷
热处理工艺(1)
§7.6 退火与正火工艺的制定原则
一、加热温度的选择
加热温度首先要按照钢的状态图和临界点 来选择。一般的原则：不完全退火为Ac1＋ 20~ 30℃；完全退火为Ac3＋30~50℃；正火 为Ac3 (或Acm)＋30~50℃(或加30~80℃)。
Ø 目的：与完全退火相同，能获得均匀的预期 组织；对于奥氏体较稳定的合金钢，可大大 缩短退火时间。
热处理工艺(1)
§7.3 钢的正火
热处理工艺(1)
§7.3 钢的正火
热处理工艺(1)
§7.3 钢的正火
热处理工艺(1)
§7.3 钢的正火
热处理工艺(1)
§7.4 退火正火后的组织和性能
热处理工艺(1)
热处理工艺(1)
§7.6 退火与正火工艺的制定原则
四、冷却速度的选择
退火与正火后的冷却速度，主要是根据它 们的目的和对钢材的组织及性能的要求而确 定的，尤其是对退火后有珠光体球化级别要 求的，应按工艺规程予以严格控制；对组织 无要求的，冷却速度可适当增大，有的可不 限制，但冷却后应具有符合标准规定的硬度 值。
热处理工艺(1)
2020/11/21
热处理工艺(1)
绪论
热处理工艺(1)
绪论
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绪论
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绪论
二、学习方法
Ø 抓住热处理工艺的普遍规律； Ø 抓住每种热处理工艺的特殊规律、特点; Ø 注意实现某种热处理工艺的技术问题； Ø 注意与其它加工工艺之间的关系； Ø 注意热处理原理与具体实际相结合。
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§7.6 退火与正火工艺的制定原则
Ø 如果钢的原始组织中存在粗片状、网状、大 块状碳化物或其它一些特殊组织，为了使它 们能够溶解和消失，保温时间亦应延长。
Ø 装炉量及装炉方法与保温时间也有密切关系。 装炉量多，保温时间要适当延长。不同的装 炉方式也直接影响到钢材的均匀受热的程度， 堆集密的比间隙放置的受热慢，保温时间相 应要长些。
热处理工艺(1)
§7.1 退火的定义、目的及分类
三、退火的分类
Ø 第一类：在临界温度（Ac1或Ac3）以上的退 火，又称相变重结晶退火，包括：完全退火、 球化退火、不完全退火、扩散退火
Ø 第二类：在临界温度（Ac1）以下的退火，包 括：再结晶退火、去应力退火
Ø 其它：等温退火、去氢退火
热处理工艺(1)
§7.1 退火的定义、目的及分类
碳钢各种退火和正火工艺规范示意图 热处理工艺(1)
§7.2 常用退火工艺方法
(固相线以下100℃－200℃)
热处理工艺(1)
§7.2 常用退火工艺方法
热处理工艺(1)
§7.2 常用退火工艺方法
热处理工艺(1)
§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2法
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§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2 常用退火工艺方法
。
，
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§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2 常用退火工艺方法
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§7.2 常用退火工艺方法
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3rew
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再见，see you again
2020/11/21
热处理工艺(1)
冶金工厂生产的钢轨和某些对氢敏感的合 金钢坯，锻、轧后从高温冷却到300－500℃ 转入保温箱或灌中进行长时间的等温扩散， 然后冷却到室温即可将氢消除。
热处理工艺(1)
§7.2 常用退火工艺方法
七、等温退火
Ø 等温退火：将钢件加热到高于Ac3 (或Ac1 ) 的温度，保温适当时间后，较快地冷却到珠 光体区的某一温度，并等温保持，使奥氏体 等温转变，然后缓慢冷却的热处理工艺。
热处理工艺(1)
§7.1 退火的定义、目的及分类
二、退火的目的
Ø 降低钢的硬度，便于切削加工； Ø 消除内应力或冷作硬化，提高塑性以利于继
续冷加工； Ø 改善或消除毛坯在铸、锻（轧）、焊时所产
生的化学或组织不均（如偏析、带状组织和 魏氏组织等），提高其工艺性能和使用性能; Ø 细化晶粒，提高大批量生产零件的组织均匀 性，为最终热处理作好组织准备。
生产上在不影响质量和性能的前提下，将 温度相近、要求相似的不同钢号混合装炉。
热处理工艺(1)
§7.6 退火与正火工艺的制定原则
碳钢各种退火和正火工艺规范示意图 热处理工艺(1)
§7.6 退火与正火工艺的制定原则
二、加热速度的选择
对于一般碳钢和低合金钢而言，加热速度 可不予限制，钢材入炉后可随炉升温，也可 高温装炉。在连续生产条件下，大多采用高 温直接装炉与快速加热，这对提高生产率、 缩短生产周期、降低能耗较为有利，但操作 上要以保证保温阶段温度的均匀性为前提。