第8章-钢的回火转变及回火

《第8章-钢的回火转变及回火》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第八章钢的回火转变及回火回火：将淬火钢加热到A1以下某一温度，经过保温，然后以一定的冷却方法冷至室温的工艺过程。目的：去除残余应力；调整性能；稳定尺寸驱动力原始组织是非平衡相M中碳过饱和M具有高的界面和应变能M回火加热时组织转变随温度升高：C偏聚：100℃以下（时效）M分解：100~300℃（过渡碳化物析出ε、η析出）残余AR分解：200~300℃碳化物类型转变：200~350℃碳化物粗化、F形成：350℃以上§1回火时的组织变化一、碳原子的重新分布（M分解）实验：选Ms<室温、不会发生自回火现象的材料新鲜M在低于室温或其附近→硬度↑电阻率上升M以调幅机理分解场离子显微镜

2、分析→富碳区随时间↑→C%↑C、N偏聚在缺陷处二、过渡碳化物析出（M分解）低温回火加热→M中析出规则分布的ε、η亚稳定碳化物（弥散），M形貌保留ε、η与基体M共格、有位向关系ε、η结构相似，形态棒、片或针状ε、η在富碳区形成，但成分不同。低碳钢直接从富碳区析出稳定碳化物此时M中C%↓，但仍过饱和，c/a>1三、残余AR分解与M分解同时进行C%>0.4%明显分解发生在相界或残余AR晶体内部分解产物为α相+θ（稳定碳化物）或M、B碳化物颗粒状，与残余A有取向关系低M板条之间的残余AR→分解形成的碳化物连续→导致回火脆性四、碳化物类型的转变与A分解同时进行低C位错M：偏聚在位错

3、附近的C原子，可直接析出θ-K（Fe3C)。位置：析出在位错线附近或M条间界上，呈细小片状高C孪晶M：最先析出ε-K，当回火温度高于250℃析出χ-K和θ-K。位置：M孪晶面｛112｝M上。低、中碳钢在板条内形核，与M有惯习面和取向关系，因小角度相界的消失→板条粗化基体M中C%平衡，c/a=1。但仍保持淬火时形态内应力基本消除。高碳M亚稳定碳化物先形成χ→随后被稳定碳化物取代ε碳化物晶格结构密排六方点阵成分：Fe2C－Fe3Cχ碳化物复杂斜方点阵成分：Fe5C2θ碳化物复杂斜方点阵成分：Fe3C碳化物转变方式原位转变：成分、结构改变独立转变：亚稳定碳化物溶解，稳定碳化物在

4、其它部位形核、长大五、碳化物聚集、等轴F形成碳化物由棒、片→球→粗化（大吞小）→系统能量下降渗碳体因密度小于F→较小的碳化物溶入基体→产生空位→促进渗碳体长大大角度相界合并→晶粒长大→等轴FM形貌消失残余应力消除c/a=1综上所述：总体变化§2回火后的性能变化一、硬度在100℃时略高（亚稳定碳化物共格作用>M中析出C的弱化作用）温度>100℃后→硬度↓，因为：M中C析出→固溶强化效果↓残余A分解碳化物析出→基体C平衡碳化物粗化F等轴化（再结晶）二、强度、塑性随温度升高→强度降低、塑性升高碳钢均在300~400℃时弹性最好三、韧性除回火脆性外，温度升高→韧性升高高碳钢回火韧

5、性提高显著亚稳定碳化物析出→内应力降低→M收缩→显微裂纹减少碳化物聚集→焊合显微裂纹小结硬度：200℃以下，HRC不变。>300℃，HRC降低。弹性极限：在300-400℃最高。塑性：在600-650℃最高。§3合金元素对回火的影响过程与碳钢回火相同，推迟进程特点提高回火抗力某些钢产生二次硬化现象影响回火脆性一、提高回火抗力1、时效、低温回火→影响小2、316℃中温回火合金元素降低碳的扩散系数Ni、Si等非碳化物形成元素向M中扩散Cr、V等碳化物形成元素向碳化物中扩散以上因素此时不是过程转变的控制因素，故影响弱3、Si中温回火时→阻碍碳化物类型转变→显著提高回火抗力4、除

6、Ni、P外，其它合金元素随回火温度升高，阻碍碳化物粗化、F再结晶→提高回火抗力5、如残余A在回火保温时未分解P或B，则回火冷却时→二次淬火→硬度提高、脆性增加→进行再次回火二、引起二次硬化1、产生条件500~650℃含有强碳化物形成元素（Ti、Cr、V、……）的钢强碳化物形成元素超过一定%2、实质Mo2CW2CVCTiCCr7C3共格碳化物的弥散强化作用超温→过时效→硬度降低（碳化物类型转变）3、合金碳化物取代渗碳体方式原位转变相界面形核二次硬化效果差（碳化物较粗）独立转变位错处形核→长大→碳化物细小→效果好多组元→效果佳转型序列Fe3C→VCFe3C→W2C→W6C4、

7、工程意义工具钢→提高红硬性耐热钢→高温强度好结构钢→提高材料强度、韧性→轻量化设计5、提高二次硬化效果的途径形变+淬火位错密度提高→碳化物弥散析出加合金元素（Co、Al、Si、Nb）抑制特殊碳化物生长§4钢的回火脆性一、（第一类、低温、不可逆）回火马氏体脆1、特征韧性降低；冷脆转化温度升高；沿晶断裂250~400℃产生，与冷却速度无关几乎所有钢都存在不能消除，只能减轻已产生此脆性工件在高温区回火→消除（再次在此温区回火不产生脆性→不可逆）2、产生原因（不定论）残余A分解脆化温区与残余A分解温区相同，加合金元素→脆化温区会升高低