退火是消除金屬材料加工硬化,恢復(fù)材料原有塑性指標(biāo)的熱處理工藝。退火工藝應(yīng)用范圍很廣。
首先,退火可以完全消除材料在冷加工過程中的應(yīng)力應(yīng)變、恢復(fù)其塑性,同時(shí)保持良好的工件表面和尺寸精度。其次,退火以后,恢復(fù)了金屬材料的塑性,即可以進(jìn)行冷加工。經(jīng)過反復(fù)的冷加工、退火循環(huán),工件總應(yīng)變較大。最后,在低溫下利用中頻感應(yīng)加熱電源進(jìn)行退火,可以消除在冷加工過程中所形成的殘余應(yīng)力,而不會(huì)影響成品零件的力學(xué)性能。
回復(fù):即消除內(nèi)應(yīng)力退火,是一種低溫?zé)崽幚砉に?,可以減少金屬內(nèi)部的殘余應(yīng)力。其組織由變形的晶粒組成,晶粒內(nèi)部包含大量的無序的網(wǎng)狀位錯(cuò)。當(dāng)我們利用中頻感應(yīng)加熱電源將金屬加熱到稍高溫度時(shí),位錯(cuò)開始移動(dòng)并且重新排列,而殘余應(yīng)力則減小,直到最后被消除。<
然而,位錯(cuò)的數(shù)量并沒有明顯減少,而是重新排列成多邊形結(jié)構(gòu),多邊形結(jié)構(gòu)是變形晶粒的亞晶結(jié)構(gòu),位錯(cuò)位于亞晶晶界。由于位錯(cuò)的數(shù)量沒有減少,金屬的力學(xué)性能也相對沒有改變。
回復(fù)過程可以恢復(fù)經(jīng)冷加工的銅或鋁導(dǎo)線的高導(dǎo)電性以用來輸送電流。經(jīng)過冷加工后,該電線具有較高的強(qiáng)度,可在相距較遠(yuǎn)的電極之間準(zhǔn)確構(gòu)架電線,同時(shí)電線具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。
再結(jié)晶:再結(jié)晶過程包括新晶粒的形核與長大兩個(gè)階段,其中還有極少量的位錯(cuò)。當(dāng)金屬被中頻感應(yīng)加熱電源加熱到再結(jié)晶溫度以上,這個(gè)溫度大約為金屬熔點(diǎn)的0.4倍,快速回復(fù)過程可以消除殘余應(yīng)力,產(chǎn)生多邊化位錯(cuò)結(jié)構(gòu)。新晶粒則在多邊化結(jié)構(gòu)的晶界上形核,消除了大部分位錯(cuò),由于位錯(cuò)的數(shù)量大幅度減少,金屬的強(qiáng)度降低,而塑性較高。
晶核長大:在較高的退火溫度下,經(jīng)過快速的回復(fù)和再結(jié)晶階段,形成較細(xì)的再結(jié)晶的晶粒結(jié)構(gòu)。然而,眾多晶界區(qū)域所具有的能量使得再結(jié)晶晶粒結(jié)構(gòu)在高溫下具有不穩(wěn)定性。為了降低能量,使結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定,晶粒便開始生長,占優(yōu)勢的粗晶粒替代了較小的晶粒。