等温退火是将工件加热到高于Ac(或4c;)的温度,保持适当时间后,较快冷却到珠光体转变温度区间的适当温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体类组织后在空气中冷却的退火
中碳及合金结构钢进行等温退火,可得到比完全退火更为均一的组织与性能,同时还能有效地消除锻造应力,而工艺周期却比完全退火缩短了大约1/2(特别是对含合金元素比较多的钢、某些奥氏体比较稳定的合金钢,以及大型合金钢铸锻件)。在大批量生产中,最好使用分段控温的连续加热炉。使用周期加热炉时,装炉量不能过多,否则自加热温度降低到等温温度较为缓慢,达不到等温退火的目的。在小批量生产时,可使用两台炉子(加热炉和等温炉)进行操作。
等温退火时的加热温度、等温温度及保持时间应根据所用钢的过冷奥氏体等温转变图、性能要求及钢件截面尺寸等条件确定。其加热温度根据对组织的要求而定,可与完全退火相同或与球化退火加热温度相同(Ac3~Ac);等温温度根据钢材成分及退火后硬度要求而定,一般选择在Ac1-30~100℃;等温后冷却:可空冷到室温,大件需要缓冷到<500℃空冷。
等温温度越高时,先共析铁素体含量越多,珠光体的片层也就越厚,硬度越低。等温保持时间应较过冷奥氏体等温转变图上等温转变完了时间更长些,以保证过冷奥氏体分解完全,截面较大的钢制工件尤需如此;在生产中,非合金钢常取1~2h,低、中合金钢取3~5h。
等温退火工艺也可应用于工具钢及轴承钢的球化,以及大型结构钢锻件的预防白点退火。