退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到工艺预定的某一温度，经过保温后缓慢冷却（一般为随炉冷却或者埋入石灰中），以获得接衡状态组织的热处理工艺。根据钢的成分和退火的目的、要求的不同，退火又可以分为完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火等。
（1）完全退火。完全退火的大致过程是：将铸钢件加热到Ac3以上20℃-30℃，保温一段时间，使钢中的组织完全转变成奥氏体后，再缓慢冷却（一般为随炉冷却）到500℃-600℃以下出炉，在空气中冷却下来。所谓完全，是指加热时获得完全的奥氏体组织。
（2）等温退火。等温退火是指将铸钢件加热至Ac3（或Ac1）以上20℃-30℃，保温一段时间以后，快速的冷却至过冷奥氏体等温转变曲线的高峰温度的附件，然后保温一段时间（珠光体转变区）。在奥氏体转变为珠光体后，再缓慢冷却下来。
（3）球化退火。球化退火是将铸钢件加热到略高于Ac1的温度，然后经过长时间的保温，定制合金钢铸件，是钢中二次渗碳体自发转变为颗粒状（或者球状）渗碳体，然后以缓慢的速度冷却到室温的热处理工艺。
球化退火的目的包括：降低硬度；是金相组织均匀；改善切削性能以及为淬火做准备。
球化退火主要适用于碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合金工具钢等共析钢和过共析钢（含碳量大于0.77%）。
（4）去应力退火、再结晶退火。去应力退火又称低温退火。它是将铸钢件加热到Ac1温度以下（400℃-500℃），然后保温一段时间，再缓慢冷却到室温的工艺方法。去应力退火的目的是消除铸件的内应力。钢的金相组织在去应力退火过程中不会改变。再结晶退火主要用于消除冷变形加工产生的畸变组织，消除加工硬化。再结晶退火的加热温度为再结晶温度以上150℃-250℃。再结晶退火可以使冷变形后被拉长的晶粒重新形成为均匀的等轴晶，从而消除加工硬化效果。
耐热铸钢件
耐热钢铸件是以耐热合金钢为原材料铸造成的零件。在高温条件下，具有性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢按其性能可分为钢和热强钢两类。钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的性能并具有较高的高温强度的钢。在化学成分相同的情况下，铸态比轧态具有较高的热强性。铸造耐热钢零件在耐热钢领域中占有较大的比重。某些高合金耐热钢难以加工变形，生产铸件不仅比轧材合算，而且铸件还有较高的持久强度。所以在耐热钢中耐热铸钢占有相当大的比例。
铸造方法除采用砂型铸造外，非标合金钢铸件，还可用精密铸造工艺以获得表面光滑、尺寸的产品。对合成氨和乙烯裂解用的高温炉管往往采用离心铸造的方法。按照正火状态下的金相组织，耐热铸钢可以分为四大类：珠光体耐热钢，合金钢铸件，马氏体耐热钢，铁素体耐热钢以及奥氏体耐热钢等。
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。
正火是—种改善钢材韧性的热处理。将钢构件加热到Ac3温度以上30-50℃后，保温一段时间出炉空冷。主要特点是冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化，不但可得到满意的强度，而且可以明显提高韧性(AKV值），降低构件的开裂倾向。—些低合金热轧钢板、低合金钢锻件与铸造件经正火处理后，材料的综合力学性能可以大大改善，而且也改善了切削性能。
正火，又称常化，是将工件加热至Ac3（Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间）或Acm（Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 ）以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，山东合金钢铸件，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件，在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。
正火的主要应用范围有：
①用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢，可代替调质处理（淬火 高温回火）作为热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件，可作为热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
⑦过共析钢球化退火前进行一次正火，可消除网状二次渗碳体，以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
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