应力退火：精密加工尺寸稳定性的关键工艺
精密零件加工中，许多零件经精密设备加工后总有“不尽如人意”处。明明是最佳加工大师、最佳设备，机上确认一切完美，但卸机送质检室或下道工序时，发现尺寸悄然变化，原本完美产品变废品。
这其实是工艺安排问题。我们只考虑了上述加工工序，未考虑材料自身特性，导致零件加工后材料内部结构变化，产生加工变形，造成尺寸不良。
如何避免这种不良现象？必须用一个非常重要的工艺，即材料“应力消除”工艺，某些情况下称为退火处理。
什么是应力退火处理？
将工件加热至一定温度、保温一定时间后冷却使工件恢复，从而消除残余内应力的过程叫应力退火。将冷变形金属加热至再结晶温度以下消除内应力，但保留冷作硬化效果的热处理称为应力退火。
应力退火是将钢或各种金属机械零件加热至一定温度、保温一段时间、缓慢冷却以获得接近平衡状态的热处理工艺。机械制造业中，退火通常用作工件制造过程中的预备热处理工序。
实际生产中，应力退火应用不仅限于上述。热锻、铸造、各种冷变形加工、切削或切割、焊接、热处理、甚至机器零件组装后，在不改变组织状态、保留冷作、热作或表面硬化条件下，将钢或机械零件在较低温度加热以消除（全部或部分）内应力、减少变形开裂倾向的过程均可称为应力退火。因材料成分、加工方法、内应力大小分布、消除程度差异，应力退火温度范围很宽。传统上较高温度应力消除处理叫应力退火，较低温度叫应力回火，本质相同。
应力退火原理
压力加工、铸造、焊接、热处理、切削加工等过程中，产品可能产生内应力。大多数情况下，工序结束后部分残余应力留在金属内。残余应力可导致工件开裂、变形或尺寸变化。残余应力还提高金属化学活性，在残余拉应力作用下特别易引起晶间腐蚀和开裂。因此残余应力会影响材料性能或导致工件过早失效。
应力退火时，金属在一定温度下发生局部塑性变形（应力超过该温度下材料屈服强度时）或局部松弛过程（应力小于该温度下材料屈服强度时），残余应力得以松弛达到消除目的。应力退火时工件一般缓慢加热至较低温度（灰铸铁500-550℃，钢500-650℃，有色金属合金冲压件低于再结晶起始温度）。保温一段时间后缓慢冷却以防产生新残余应力。
应力退火不能完全消除工件内部残余应力，只能大部分消除。完全消除需将工件加热至更高温度，但这可能带来其他组织变化，损害材料性能。
除尺寸保证外，成品内部残余应力实际危害很大。若不及时消除，内应力与外部载荷（即使用时施加的力）叠加，会导致材料意外断裂。因此铸造、焊接、切削后的工件应进行应力退火消除加工产生的内应力。所以当你尽全力用最佳工艺仍做不出好零件，或客户反馈零件使用中意外断裂，可考虑应力退火工艺，这能帮您解决许多问题。
制造工艺