鋼在回火時的轉變與回火

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1、第十章鋼的回火轉變與回火1回火就是將淬火后鋼在A1以下溫度加熱、保溫，并以適當速度冷卻的工藝過程。回火基本目的提高淬火鋼的塑性和韌性，降低其脆性降低或消除淬火所引起的殘余應力不可避免地降低其強度和硬度穩(wěn)定工具鋼制品的尺寸2對于合金鋼，隨著合金元素種類和數(shù)量的不同，AR的變化幅度可能更大一些。10.1淬火鋼回火時的組織變化淬火鋼的組織馬氏體殘余奧氏體當C%＜0.5％時，AR量常小于2％當C%為0.8％時，AR量約為6％當C%為1.25％時，AR量超過30％對于碳鋼3淬火鋼的組織馬氏體殘余奧氏體M中的碳是高度過飽和的M具有很高的應變能和界面能殘A

2、具有一定數(shù)量淬火組織是高度不穩(wěn)定的回火處理就是通過提高原子的活動能力、使轉變能以適當?shù)乃俣冗M行，或在適當時間內(nèi)使轉變達到所需要的程度。一旦動力學條件具備，M轉變就會自發(fā)進行就是使原子具有足夠的活動能力4根據(jù)在不同溫度范圍內(nèi)發(fā)生的組織轉變，碳鋼的整個回火過程可分為5個有區(qū)別而又相互重疊的階段。時效階段（100℃以下）：馬氏體中碳原子偏聚回火第1階段(80～250℃)：馬氏體分解回火第2階段(200～300℃)：殘余奧氏體分解回火第3階段(250～400℃)：碳化物析出與轉變回火第4階段(400℃以上)：滲碳體的聚集長大與α相的再結晶回火轉變隨著溫

3、度的升高是連續(xù)進行的，由于所采用的試驗方法和精度不同，不同文獻給出的各階段的溫度范圍略有差異，甚至對回火階段的劃分也不同。5在80～100℃以下回火時，雖然從組織和硬度方面觀察不到明顯變化，但此時M中卻發(fā)生了C的偏聚.㈠馬氏體中碳原子偏聚——時效階段(100℃以下)晶體點陣中的微觀缺陷較多碳鋼中M是碳在α–Fe中的過飽和固溶體，C分布于bcc點陣的扁八面體間隙中心，使晶體產(chǎn)生較大彈性變形其彈性變形能儲存于M晶體內(nèi)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，要自發(fā)地向穩(wěn)定狀態(tài)過渡M的內(nèi)能較高6⑴低碳位錯型馬氏體中碳的偏聚M中C原子分布在正常間隙位置時比偏聚在位錯線附近時的電

4、阻要高，因此可通過測定淬火鋼的電阻率變化來間接推測C原子的偏聚行為。在20～100℃的范圍內(nèi)板條M晶內(nèi)存在大量的位錯C原子可通過擴散從八面體間隙位置遷出遷入微觀缺陷比較集中的地方而發(fā)生偏聚使M的內(nèi)能降低C傾向于在位錯線附近偏聚形成C偏聚區(qū)間隙位置的彈性變形減小導致M彈性畸變能下降7⑵高碳片狀馬氏體中碳原子的富集區(qū)高碳片狀M的亞結構為孿晶，可被利用的低能量位錯很少，因此除少量C原子可以向位錯偏聚外，大量碳原子可以在M的某一晶面(一般為{112}α或{100}α晶面)上富集，形成碳濃度比平均碳濃度高的碳原子富集區(qū)。偏聚區(qū)形成的條件M中不具備形成碳化

5、物的條件，或形成的碳化物穩(wěn)定性小于偏聚區(qū)碳原子擴散能力不能過大，否則偏聚區(qū)將因原子擴散而消失8C富集區(qū)的形狀為片狀，厚度為3?，寬度為6?，長為7?，每片中含2～3個碳原子。富集區(qū)只是碳原子在某一晶面上的富集，因此，它與母相馬氏體保持密切的聯(lián)系，它的存在將使馬氏體點陣發(fā)生畸變；隨富集區(qū)數(shù)量的增加，畸變量也增加，硬度將有所提高，同時也使馬氏體的電阻率有所提高。C富集區(qū)的能量C偏聚區(qū)的能量＞C富集區(qū)的穩(wěn)定性C偏聚區(qū)的穩(wěn)定性＜9在80～250℃之間，隨著回火溫度的升高以及回火時間的延長，偏聚區(qū)或富集區(qū)的碳原子將發(fā)生有序化，繼而轉變成碳化物而析出，即M

6、發(fā)生分解。馬氏體分解階段，得到的組織是回火馬氏體。㈡馬氏體分解——回火轉變第一階段(80～250℃)10M分解過程中隨著碳化物的析出，M中碳含量的不斷下降，將使點陣常數(shù)c下降，a升高，正方度c/a減小。實驗測定了高碳鋼(1.4%C)M的正方度與回火溫度之間的關系⑴高碳馬氏體的分解回火溫度回火時間a/?c/?c/aC%室溫10年2.8462.880，3.021.012，1.0620.27，1.4100℃1h2.8462.882，3.021.013，1.0540.29，1.2125℃1h2.8462.8861.0130.29150℃1h2.8522

7、.8861.0120.27175℃1h2.8572.8841.0090.21200℃1h2.8592.8781.0060.14225℃1h2.8612.8721.0040.08250℃1h2.8632.8701.0030.0611當回火溫度低于125℃當回火溫度高于125℃M相呈現(xiàn)兩種正方度M相呈現(xiàn)一種正方度一種為高碳M另一種為低碳M隨回火溫度升高，正方度c/a逐漸減小，M相中碳含量逐漸降低只存在一種M相兩種碳含量不同的M相雙相分解單相分解12當回火溫度較低（20～150℃）時，M的分解將以雙相分解方式進行。①雙相分解在高碳M分解過程中，碳以碳

8、化物的形式析出，此時析出的碳化物為亞穩(wěn)碳化物，屬于Fe3N型，一般稱為ε-碳化物，用ε-FeXC表示，其中X常為2～3。雙相分解由于溫度較低，碳原子擴