将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温到一定时间，然后缓慢冷却（随炉冷却），获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
钢的退火工艺种类很多，根据加热温度可分为两大类：一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火，又称为相变重结晶退火，包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火（均匀化退火）等；另一类是在临界温度以下的退火，包括再结晶退火及去应力退火等。按照冷却方式，退火可分为等温退火和连续冷却退火。
1． 完全退火和等温退火
完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，它是将钢件或钢材加热至Ac3以上20~30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
不锈钢、耐热钢真空退火
奥氏体不锈钢退火温度和真空度
热处理
温度（℃）
真空度（Pa）
热变形后去氧化皮代替酸洗退火
900~1050
13.3~1.3
退火
1100
1050~1150
1.3×10-1~0.7×10-2
1.3~1.3×10-1
电真空零件退火
950~1000
1.3~4×10-3
带料在电子束设备中退火
1050~1150
1.3×10-2~1.3×10-3
一些不锈钢的退火工艺参数
钢种类型
主要化学成分（质量分数）分析结果（%）
退火温度范围（℃）
真空度（Pa）
铁素体类
Cr12~14，CO.08（最多）
630~830
1.3~1.3×10-1
马氏体类
Cr14，C0.4，Cr16~18，C0.9
830~900
1.3~1.3×10-1
奥氏体类（未稳定化）
Cr18，Ni8
1010~1120
1.3~1.3×10-1
奥氏体类（稳定化）
Cr18，Ni8，N61或Ti
950~1120
1.3×10-2~1.3×10-3
真空淬火
图九真空淬火循环
真空淬火操作过程见图八，先预抽真空到1~1×10-2Pa时开始加热，当保温结束，升压到0.8×105Pa，工件油淬或回填到5×105Pa进行高压气淬。
各种钢和合金加热时的真空度要求和淬火冷却方式见表二十二。
各种钢和合金加热时的真空度要求和淬火冷却方式
材料
真空度
淬火方式
低
中
高
油
水
气
耐冲击钢
（美）S-1（SKS41）
A
B
A
（美）S-2（SKS4）
A
B
A
（美）S-3
A
B
A
（美）S-4
A
B
A
（美）S-5
A
B
A
油淬火钢
（美）0-1（MnCrWv）
A
B
A
（美）0-2（9Mn2v）
A
B
A
（美）0-6
A
B
A
（美）0-7（WCrv）
A
B
A
（美）4140（40CrMnMo）
A
B
A
（美）4340
A
B
A
（美）52100
A
B
A
空气淬火钢
（美)A-2
A
B
C
A
（美)A-6
A
B
C
A
（美)A-7
A
B
C
A
（美)D-1
A
B
C
A
（美)D-2
A
B
C
A
（美)D-4
A
B
C
A
（美)D-5
A
B
C
A
（美)D-7
A
B
C
A
（美)H-11
A
B
C
A
（美)H-14
A
B
C
A
（美)H-21
A
B
C
A
（美)H-22
A
B
C
A
高速钢W系
（美)T-1
A
B
A
E
（美)T-2
A
B
A
E
（美)T-3
A
B
A
E
（美)T-4
A
B
A
E
（美)T-5
A
B
A
E
（美)T-15
A
B
A
E
高速钢Mo系
（美)M-1
A
B
A
E
（美)M-2
A
B
A
E
整体热处理工艺的手段的补充
一、退火的种类
将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温到一定时间，然后缓慢冷却（随炉冷却），获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
钢的退火工艺种类很多，根据加热温度可分为两大类：一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火，又称为相变重结晶退火，包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火（均匀化退火）等；另一类是在临界温度以下的退火，包括再结晶退火及去应力退火等。按照冷却方式，退火可分为等温退火和连续冷却退火。
1． 完全退火和等温退火
完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，它是将钢件或钢材加热至Ac3以上20~30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺。这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
2． 球化退火
球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具、量具、模具所用的钢种）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
3． 去应力退火
去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。
4.不完全退火是将钢加热至Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~ACcm(过共析钢)之间，经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。
二、淬火时，最常用的冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
2．获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性、塑性。
3．稳定工件尺寸
4．对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。(1)真空淬火的质量效果
(A)真空状态下加热氧化物的还原作用。
(B)元素发挥的影响。
(C)钢种的影响。
(D)冷却方式的影响。
(E)回火的影响。
(F)真空泵、油增压泵、油扩散泵返油的影响。
(G)真空淬火油脱气。
(H)炉子泄漏率。
(I)加热速度影响。
(J)充气管道的漏气问题。
(2)真空淬火工件的变形，减小真空淬火变形的具体措施
(1）加热技术方面
(a)多次预热。
(b)在800℃以下进行对流加热。
(C)提高炉温均匀性，合理布置。
(d）合理控制炉内压力，回填N2以13.3Pa为宜。
(2)冷却技术减少工件变形
(a)尽量采用高压气淬代油淬。
(b)为减少组织压力，先油淬在Ms点以上出炉气冷。
(c)气体分级淬火。
(d)控制油搅拌开动时间。
(e)减少工件在热态下振动。
(f)料盘、工具的变形，会影响工件变形。
(g)厚薄不均匀，锐角处包扎氧化铝棉。
(h)合理装炉。
(i)高压气淬时，冷却气体的喷射方式。
(3)真空淬火后钢的机械性能
在真空淬火加热时，工件有脱气、不氧化、不脱碳，因而有较高的机械性能。
SKD11钢真空淬火、回火与盐浴淬火、回火后机械性能比较
|
淬火温度（℃） |
回火温度（℃） |
Rm（N/mm2） |
F（mm） |
ak（N.m/cm2） |
(硬度HRc) 真空淬火 |
(硬度HRc) 盐浴 |
|||||
|
真空 |
盐浴 |
真空 |
盐浴 |
真空 |
盐浴 |
淬火态 |
淬回火态 |
淬火态 |
淬回火态 |
||
|
950 |
180 |
4239 |
3105 |
4.3 |
2.87 |
12.7 |
18.4 |
60.8 |
61 |
61.3 |
60.5 |
|
980 |
180 |
3756 |
2814 |
4 |
2.4 |
21.6 |
14.7 |
64.7 |
61.9 |
65.8 |
63 |
|
1020 |
240 |
3851 |
3048 |
4.4 |
2.36 |
21.6 |
21.6 |
65.8 |
60.8 |
66.2 |
60.8 |
|
1080 |
240 |
3584 |
2139 |
4.1 |
1.76 |
25.1 |
14.7 |
61.9 |
58.6 |
65.5 |
59.7 |
|
1120 |
520（冷） |
2501 |
2755 |
5.1 |
3.5 |
27.5 |
26.5 |
55.3 |
55.6 |
59.3 |
60.7 |
注：真空淬火：800℃预热25分，淬火保温20分。
盐浴淬火：淬火温度为950~1020℃时，400℃预热一小时，淬火保温9分钟；
淬火温度为1080~1120℃时，850℃预热6分，淬火保温3分钟，600~650℃分级2~3分钟后空冷。
真空淬火产品的使用寿命
真空淬火模具寿命一般提高40~400%。
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