5.确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织。（1）经冷轧后的 15 钢钢板，要求低硬度；（2）ZG270-500（ZG35）的铸造齿轮；（3）锻造过热[1]的 60 钢锻坯；（4）具有片状渗碳体的 T12 钢坯。

本题主要考查不同成分和加工状态的钢件所适用的退火方法、退火目的以及退火后的组织，解题关键在于根据钢的成分、加工工艺和性能要求来选择合适的退火方法。

（1）经冷轧后的 15 钢钢板，要求低硬度

• 知识考查：考查对再结晶退火的理解和应用。再结晶退火是将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使变形晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒，以消除加工硬化现象。
• 解题思路：15 钢是低碳钢，经冷轧后产生加工硬化，硬度升高、塑性降低。为了降低硬度、提高塑性，需要进行再结晶退火。
• 解析：再结晶退火的过程是将冷轧后的 15 钢钢板加热到再结晶温度（一般对于低碳钢，再结晶温度约为 500 - 600℃）以上，保温一段时间，使变形的晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒，从而消除加工硬化，达到降低硬度、提高塑性的目的。退火后的组织为铁素体和少量珠光体。

（2）ZG270 - 500（ZG35）的铸造齿轮

• 知识考查：考查完全退火的应用。完全退火是将亚共析钢加热到完全奥氏体化温度（Ac₃以上 20 - 50℃），保温一定时间后缓慢冷却的退火工艺。
• 解题思路：ZG270 - 500（ZG35）是亚共析钢，铸造过程中会产生铸造应力，组织也可能不均匀。为了消除铸造应力、减小变形、细化组织，应采用完全退火。
• 解析：将 ZG270 - 500（ZG35）的铸造齿轮加热到 Ac₃以上 20 - 50℃，保温使钢完全奥氏体化，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）。在冷却过程中，奥氏体发生转变，最终得到铁素体和珠光体组织，从而消除铸造应力，细化晶粒，减小变形。

（3）锻造过热的 60 钢锻坯

• 知识考查：考查退火对改善锻造过热组织的作用。锻造过热会使晶粒粗大，性能下降，通过退火可以细化晶粒。
• 解题思路：60 钢是过共析钢，锻造过热后晶粒粗大，为了细化组织，提高钢的力学性能，需要进行退火处理。
• 解析：将锻造过热的 60 钢锻坯加热到 Ac₁以上 20 - 50℃，保温一定时间，使奥氏体和未溶渗碳体在一定程度上均匀化，然后缓慢冷却。在冷却过程中，奥氏体转变为珠光体和网状渗碳体，同时晶粒得到细化。

（4）具有片状渗碳体的 T12 钢坯

• 知识考查：考查球化退火的应用。球化退火是使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺，主要用于过共析钢。
• 解题思路：T12 钢是高碳过共析钢，具有片状渗碳体，这种组织硬度高、切削加工性能差，且不利于后续的淬火处理。为了降低硬度、提高切削加工性能和为淬火作组织准备，需要进行球化退火。
• 解析：将 T12 钢坯加热到 Ac₁以上 20 - 50℃，保温一定时间，使片状渗碳体逐渐球化。在这个过程中，渗碳体的形态发生变化，从片状转变为球状。然后缓慢冷却，最终得到球状珠光体组织，从而降低硬度，提高切削加工性能，同时为淬火提供良好的组织基础。