应力消除与退火:金属性能优化的关键热处理工艺
产品制造过程中,金属材料经历多道工序。金属可能被锻造、铸造、弯曲、车削、铣削、磨削、钻削、焊接或以其他方式加工。众多工装夹具对金属零件施压,产生各类应力。
零件可能变脆、变软、甚至产生磁性。这些源于金属微小晶粒(晶粒)结构变化。
金属在加热冷却过程中晶粒结构生长。晶间区域为晶界。金属加工改变晶粒结构,致使晶粒超越边界、拉长、位错。
晶粒结构移动导致加工金属获得特定性能或不良效应。一大效应是金属承受大量应力至硬化。硬化过度导致无法继续加工,出现开裂、断裂或其他缺陷。
应力消除
应力消除是热处理工艺,消除金属加工、铸造、轧制、锻造产生的内应力。典型工艺:将金属置于设定温度特定时长,再按受控方式冷却。

应力消除须谨慎实施,在不影响零件应保留金属性能前提下消除应力。适用铁基和非铁基金属。应力消除类型多样,退火即其中之一。
退火
退火利用热使铸造、轧制、锻造过度硬化的金属软化。工艺软化金属使其可加工。
退火将金属加热至极高温度并保温。金属加热使旧晶粒结构消除,新晶粒再结晶生长。金属软化、延展性增强、硬度降低。
温度须精确控制防止晶粒过度生长。温度设定取决于金属种类及其热反应。保温时长亦须考量。
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工业技术