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锻件在加热和冷却过程中，将发生热胀冷缩的体积变化以及因相变时新旧两相比体积差异而发生的体积变化。由于热传导过程、锻件的表面比心部先加热或先冷却，在截面上外部分之间存在温差，导致锻件表面和心部的体积变化不能同时发生。各部分体积变化的相互牵制就会产生内应力。
锻件在加热或冷却时，由于表面和心部存在的温差导致热胀冷缩的不一致所引起的内应力称为热应力。热应力是热处理过程普遍存在的一种内应力。
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锻造锻件时退火的目的和种类？
球化返火：为使锻件中碳化物球状化而进行的退火工艺。即将钢材加热到AC1以上20~30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体的基体上均匀分布着球状或颗粒状碳化物的组织。
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这样的组织硬而脆，不仅难以切削加工，而且以后淬火过程中也容易变形和开裂。而球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球形颗粒，弥散分布在铁素体基体上。和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时锻件变形和开裂倾向小。另外，对于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等）的亚共析钢有时也可采用球化退火。
由于球化退火只是加热到略高于AC1的温度，其奥氏体化是“不完全”的，只是片状珠光体转变成奥氏体，及少量过剩碳化物溶解。因此，它不可能消除网状碳化物。如过共析钢有网状碳化物存在，则必须在球化退火前先进行正火，将其消除，这样才能保证球化退火正常进行。
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锻造锻件时退火的种类？
再结晶退火：再结晶退火又称为中间退火。它是指将冷塑性变形加工的锻件加热到再结晶温度以上，保持适当时间，通过再结晶使冷塑性变形过程中产生的晶体学缺陷基本消失，重新形成均匀的等轴晶粒，以消除形变强化效应和残留应力的退火工艺。
再结晶退火就是利用材料冷塑性变形后，加热时的再结晶现象，使被拉长、压扁或破碎的晶粒变为均匀的等轴晶粒，来达到消除加工硬化，恢复塑变能力，以利于进一步变形加工的目的。
均匀化退火：又称为扩散退火。以减少锻件化学成分和组织的不均匀性程度为主要目的，将其加热到高温并长时间保持，然后缓慢冷却的退火工艺。
均匀化退火的加热温度，一般选在钢的熔点以下100~2OO℃,通常为1050~1150℃,保温时间一般为10~15h,以保证扩散充分进行，达到消除或减少化学成分或组织不均匀的目的。由于均匀化退火的加热温度高、时间长，晶粒必然粗大。为此，必须再进行一次完全退火或正火，使组织重新细化。
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山西锻件厂钢的形变热处理有哪些？
变形在相变中进行的形变热处理等温形变淬火。
通常于奥氏体发生分解的珠光体或贝氏体相变过程中进行变形。适用于进行等温淬火的小型锻件。
连续冷却形变热处理：在奥氏体连续冷却转变中进行变形。应用范围同等温形变淬火。
变形在相变后进行的形变热处理。
珠光体温形变：将退火钢如热到700~750℃进行变形，然后慢速冷却到600℃左右出炉。适用于轴承毛坯及其它球化组织要求较高的锻件。
马氏体形变时效：使低碳钢淬成马氏体（冋火马氏沐、贝氏体),在室温下变形，然后进行时效（200℃左右)。适用于制造超高强度中、小锻件。
如以锻造变形温度高低区分，上述形变热处理又可归纳为三类：与热锻相结含的形变热处理，如高温形变淬火、高温形变正火、高温形变等温淬火、连续冷却形变处理等；与温锻相结合的形变热处理，如低温形变淬火、低温形变等温淬火、等温形变淬火、珠光休温形变等；与冷锻相结合的形变热处理，如马氏体形变时效等。
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