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1、第八章钢的回火转变及合金第1页，本讲稿共13页3、稳定尺寸。、稳定尺寸。淬火淬火M和和A都是非平衡组织，有自发向平都是非平衡组织，有自发向平衡组织转变的倾向。回火可使衡组织转变的倾向。回火可使M与与A转变为平衡或接近平转变为平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。衡的组织，防止使用时变形。4、对于某些高淬透性的钢、对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用，空冷即可淬火，如采用 回火软化既能回火软化既能降低硬度降低硬度，又能，又能缩缩短软化周期短软化周期。l未经淬火的钢回火无意义，而淬未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置使用过程中易火钢不回火在放置使用过程中易变形或开裂。变形或开裂。钢经
2、淬火后应立即钢经淬火后应立即进行回火进行回火。第2页，本讲稿共13页二、二、钢在回火时的转变钢在回火时的转变淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。随加热随加热温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段变化。温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段变化。网带式回火电炉网带式回火电炉第3页，本讲稿共13页 回火时组织转变回火时组织转变1、马氏体的分解、马氏体的分解 100回火时，钢回火时，钢的组织无变化。的组织无变化。100-200加热时，加热时，马氏体将发生分解马氏体将发生分解,从马氏体中析出从马氏体中析出-碳化物碳化物(-FeXC)，使马氏体过饱和度降低。使马氏
3、体过饱和度降低。析出的碳化析出的碳化物以细片状分布在马氏体基体上，这种组织称物以细片状分布在马氏体基体上，这种组织称回火马氏回火马氏体体，用用M回回表示。表示。透射电镜下的回火马氏体形貌透射电镜下的回火马氏体形貌第4页，本讲稿共13页回火马氏体回火马氏体在光镜下在光镜下M回回为黑色，为黑色，A为白色为白色。0.2%C 时，不析出碳化物。只发生碳在位错附近的偏聚。时，不析出碳化物。只发生碳在位错附近的偏聚。2、残余奥氏体分解残余奥氏体分解l200-300时时,由于马由于马氏体分解，奥氏体所氏体分解，奥氏体所受的压力下降受的压力下降,Ms 上上升，升，A 分解分解为为-碳化物碳化物和过饱和铁素体，
4、即和过饱和铁素体，即M回回。第5页，本讲稿共13页 衡成分衡成分,内应力大量消除，内应力大量消除，M回回转变为在保持马氏体形态转变为在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状的铁素体基体上分布着细粒状Fe3C组织，称组织，称回火屈氏体回火屈氏体，用用T回回表示。表示。l发生于发生于250-400，此，此时，时，-碳化物溶解于碳化物溶解于F中，并从铁素体中中，并从铁素体中析出析出Fe3C。l到到350,马氏体含马氏体含碳量降到铁素体平碳量降到铁素体平回火屈氏体回火屈氏体l3、-碳化物转变为碳化物转变为Fe3C第6页，本讲稿共13页回火索氏体回火索氏体4、Fe3C聚集长大和铁素体多边形化聚集长大和
5、铁素体多边形化l400以上以上,Fe3C开始开始聚集长大。聚集长大。l450 以上铁素体发以上铁素体发生多边形化，由针片生多边形化，由针片状变为多边形状变为多边形.l这种在多边形铁素这种在多边形铁素体基体上分布着颗体基体上分布着颗粒状粒状Fe3C的组织称的组织称回火索氏体回火索氏体，用，用S回回表示。表示。第7页，本讲稿共13页淬火钢硬度随回火温度的变化淬火钢硬度随回火温度的变化4040钢力学性能与回火温度的关系钢力学性能与回火温度的关系 回火时的性能变化回火时的性能变化回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高
6、的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。第8页，本讲稿共13页200以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢的硬度并以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。l200-300，由于高，由于高碳钢中碳钢中A转变为转变为M回回,硬度再次升高。硬度再次升高。l大于大于300,由于由于Fe3C粗化，马氏体粗化，马氏体转变为铁素体转变为铁素体,硬度硬度直线下降。直线下降。第9页，本讲稿共13页三、回火脆性三、回火脆性淬火钢的韧性并淬火钢的韧性并不总是随温度升不总是随温度升高而提高。高而提高。在某些温度范围在某些温度范围内回火时，会出内回火时，会
7、出现冲击韧性下降现冲击韧性下降的现象，称的现象，称回火回火脆性脆性。第10页，本讲稿共13页1、第一类回火脆性、第一类回火脆性又称又称不可逆回火脆性不可逆回火脆性。是指淬火钢在是指淬火钢在250-350回火时出回火时出现的脆性。现的脆性。l这种回火脆性是不可这种回火脆性是不可逆的，只要在此温度逆的，只要在此温度范围内回火就会出现范围内回火就会出现脆性，目前尚无有效脆性，目前尚无有效消除办法。消除办法。l回火时应避开这一温回火时应避开这一温度范围。度范围。第11页，本讲稿共13页2、第二类回火脆性、第二类回火脆性又称又称可逆回火脆性可逆回火脆性。是指淬是指淬火钢在火钢在500-650范围内回火范
8、围内回火后缓冷时出现的脆性后缓冷时出现的脆性.回火后快冷不出现，是可逆回火后快冷不出现，是可逆的。的。防止办法：防止办法：回火后快冷。回火后快冷。l 加入合金元素加入合金元素W(约约1%)、Mo(约约0.5%)。该法更适用于大该法更适用于大截面的零部件。截面的零部件。第12页，本讲稿共13页低温回火低温回火中温回火中温回火 高温回火高温回火回火温度回火温度150-250350-500500-650回火组织回火组织M回回 T回回S回回 回火目的回火目的在保留高硬度、在保留高硬度、高耐磨性的同高耐磨性的同时，降低内应时，降低内应力力提高提高 e及及 s，同时使工，同时使工件具有一定件具有一定韧性韧
9、性 获得良好的综合力学性能，获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性，具有良好的塑性和韧性 应用应用适用于各种适用于各种高高碳钢碳钢、渗碳件渗碳件及及表面淬火件表面淬火件适用于适用于弹簧热处理弹簧热处理广泛用于广泛用于各种结构件如轴各种结构件如轴、齿轮、齿轮等热处理。也可作等热处理。也可作为要求较高精密件、量具为要求较高精密件、量具等预备热处理等预备热处理 四、回火种类四、回火种类根据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。根据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。淬火加高温回火的热处理称作淬火加高温回火的热处理称作调质处理调质处理，简称，简称调质调质。第13页，本讲稿共13页