去應力退火工藝能夠改善構件的組織和性能，消除加工過程中的殘余應力，提高構件的力學性能和幾何尺寸的穩定性已廣泛應用于機械和材料加工制造行業。溫度、保溫時間、加熱和冷卻速度是影響去應力退火效果的主要因素，根據構件的特點和要求的力學性能設計去應力退火工藝參數。本文根據金屬材料的基本特性，研究了去應力退火工藝參數的基本原則。

在機械和材料加工過程中，工件會出現不同程度的殘余應力，殘余應力產生的原因是復雜的，產生的狀況是多方面的，既有組織結構不均勻的內生原因，又有加工作用的外在因素。殘應力的存在一方面會影響工件的屈服強度，另一方面又會在制造過程中或制造后使工件的加工精度發生變化。殘余拉應力影響工件的疲勞強度、屈服極限、應力腐蝕等力學性能，在工件的使用過程中，所發生的破壞事故，除了工件的材料和結構強度外多數是由于殘余應力影響而造成的。因此，熱處理網(http://rechuli.chvacuum.com/)認為殘余應力的消除對于確保工件的加工精度、安全性、可靠性有著十分重要的意義。

1、溫度。

去應力退火最重要的是溫度，殘余應力因塑性變形或蠕變變形而產生松弛就依賴于溫度，因此溫度的選取就極為重要。適宜的去應力退火溫度與材料成分有關，溫度的選擇一般根據GB/T16923-2008 中鋼件的正火與退火工藝規范的選擇，去應力退火溫度為：Ac1-(100 ～ 200) ℃，一般采用550 ～ 650 ℃。一般認為去應力退火消除應力與蠕變和應力松弛現象有密切的關系，材料的屈服應力是隨著加熱溫度的增加而下降的，因此在加熱時，該溫度下的殘余應力一旦超過此時的屈服應力，就會發生塑性變形，殘余應力將會因這種塑性變形而有所緩和。

去應力溫度是影響去應力效果的重要因素，一般是依靠高溫條件下材料強度的降低來實現消除應力的目的，溫度越高，殘余應力消除越徹底。對強度、硬度要求較高的工件，在550 ～ 650 ℃去應力退火時，應力消除的同時強度與硬度也降低。為保證工件的機械性能，同時最大限度地消除殘余應力，可以選擇低于去應力退火工藝規范的溫度退火，這時的殘余應力低于該溫度下的屈服應力。

2、保溫時間。

保溫時間是去應力退火工藝的另一個重要參數，較短的保溫時間使殘余應力得不到松弛和釋放，沒有達到消除殘余應力的效果和目的；較長的保溫時間不僅設備的利用率降低，同時是對能源的極大浪費，提高了加工成本。在不同的保溫溫度下，溫度越高，殘余應力消除的越徹底；在相同的保溫時間下，溫度越高，殘余應力消除越快;在一定的保溫溫度下，由于加熱工件使屈服應力降低而發生塑性變形，殘余應力開始快速下降，2 h 后殘余應力下降速率明顯放緩，這時殘余應力比該溫度下屈服應力低。因此去應力退火保溫時間一般選擇3 ～ 5 h，非特定情況下，保溫時間長則無益。

3、不同溫度下的保溫時間。

由于要保證工件材料的硬度，又要使工件有較低殘余應力，可應用回火參數進行推算：回火參數

P = T(20 + lgt) 。

式中：P 為回火參數；T 為回火溫度，K；t 為回火時間，h。

可以推算出650 ℃ × 1 h 與600 ℃ × 14 h 或者580 ℃ × 45 h 的去應力退火效果相同。所以降低保溫溫度的同時要大大延長保溫時間才能取得相同的效果。

4、加熱和冷卻速度。

理論上為避免工件受熱應力的影響，加熱速度與冷卻速度是越低越好，而實際生產中這是不現實、不經濟的。對于脆性大、導熱性差、截面差大的工件在400 ℃加熱時，加熱速度要均溫，400 ℃以上加熱速度≤80 ℃ /h；對于普通碳素鋼、低合金鋼截面差別不大的工件，加熱速度≤200 ℃ /h 為宜。

冷卻時，先要隨爐緩冷，這時工件材料的屈服應力降低，如圖1 所示，如果冷卻速度過快，工件表面與內部存在太大的溫差，所產生的熱應力可能超過材料的屈服應力而引起工件變形；即使熱應力沒有達到引起工件變形的程度，附加熱應力也可能使去應力前功盡棄。與加熱時相同，對于脆性大、導熱性差、截面差大的工件在400 ℃以上冷卻時，冷卻速度《80 ℃ /h，當爐溫≤300 ℃時可出爐空冷；對于普通碳素鋼、低合金鋼截面差別不大的工件，隨爐冷卻至400 ℃時可出爐空冷。

5、結語。

(1) 去應力退火盡可能選擇較高的溫度，溫度越高，應力消除得越徹底。

(2) 對于有特殊要求的工件去應力退火也可以選擇較低的溫度。

(3) 去應力退火保溫時間一般為3 ～ 5 h，以利于降低生產成本，提高生產效率。

(4) 對于脆性大、導熱性差、截面差大的工件，在400 ℃以上加熱和冷卻的速度都要≤80 ℃ /h。