簡述回火及回火脆性

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1、回火脆性！回火tempering　　將經(jīng)過淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度的適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間后在空氣或水、油等介質(zhì)中冷卻的金屬熱處理。鋼鐵工件在淬火后具有以下特點(diǎn)：①得到了馬氏體、貝氏體、殘余奧氏體等不平衡（即不穩(wěn)定）組織。②存在較大內(nèi)應(yīng)力。③力學(xué)性能不能滿足要求。因此，鋼鐵工件淬火后一般都要經(jīng)過回火?！　∽饔没鼗鸬淖饔迷谟冢孩偬岣呓M織穩(wěn)定性，使工件在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定。②消除內(nèi)應(yīng)力，以便改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。③調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求。　　回火之所以具有這些作用，是因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，原子活動(dòng)能力增強(qiáng)，鋼鐵中的鐵、碳和其他

2、合金元素的原子可以較快地進(jìn)行擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)原子的重新排列組合，從而使不穩(wěn)定的不平衡組織逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的平衡組織。內(nèi)應(yīng)力的消除還與溫度升高時(shí)金屬強(qiáng)度降低有關(guān)。一般鋼鐵回火時(shí)，硬度和強(qiáng)度下降，塑性提高。回火溫度越高，這些力學(xué)性能的變化越大。有些合金元素含量較高的合金鋼，在某一溫度范圍回火時(shí)，會(huì)析出一些顆粒細(xì)小的金屬化合物，使強(qiáng)度和硬度上升。這種現(xiàn)象稱為二次硬化?！　∫笥猛静煌墓ぜ?yīng)在不同溫度下回火，以滿足使用中的要求。①刀具、軸承、滲碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下進(jìn)行低溫回火。低溫回火后硬度變化不大，內(nèi)應(yīng)力減小，韌性稍有提高。②彈簧在350～500℃下中溫回火，可獲得較高的彈性和必要的

3、韌性。③中碳結(jié)構(gòu)鋼制作的零件通常在500～600℃進(jìn)行高溫回火，以獲得適宜的強(qiáng)度與韌性的良好配合。淬火加高溫回火的熱處理工藝總稱為調(diào)質(zhì)?！　′撛?00℃左右回火時(shí)，常使其脆性增大，這種現(xiàn)象稱為第一類回火脆性。一般不應(yīng)在這個(gè)溫度區(qū)間回火。某些中碳合金結(jié)構(gòu)鋼在高溫回火后，如果緩慢冷至室溫，也易于變脆。這種現(xiàn)象稱為第二類回火脆性。在鋼中加入鉬，或回火時(shí)在油或水中冷卻，都可以防止第二類回火脆性。將第二類回火脆性的鋼重新加熱至原來的回火溫度，便可以消除這種脆性。________________________________________回火tempering　　將淬火成馬氏體的鋼加熱到臨界點(diǎn)A1以下

4、某個(gè)溫度，保溫適當(dāng)時(shí)間，再冷到室溫的一種熱處理工藝?；鼗鸬哪康脑谟谙慊饝?yīng)力，使鋼的組織轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定狀態(tài)。在不降低或適當(dāng)降低鋼的硬度和強(qiáng)度的條件下改善鋼的塑性和韌性，以獲得所希望的性能。中碳和高碳鋼淬火后通常硬度很高，但很脆，一般需經(jīng)回火處理才能使用。鋼中的淬火馬氏體，是碳在α-Fe中的過飽和固溶體,具有體心正方結(jié)構(gòu)，其正方度c/a隨含碳量的增加而增大(c/a=1+0.045wt％C)。馬氏體組織在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，有向穩(wěn)定組織過渡的趨勢。許多鋼淬火后還有一定量的殘留奧氏體，也是不穩(wěn)定的，回火過程中將發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此，回火過程本質(zhì)上是在一定溫度范圍內(nèi)加熱粹火鋼，使鋼中的熱力學(xué)不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)

5、向穩(wěn)定狀態(tài)過渡的復(fù)雜轉(zhuǎn)變過程。轉(zhuǎn)變的內(nèi)容和形式則視淬火鋼的化學(xué)成分和組織，以及加熱溫度而有所不同（見馬氏體相變?！　√间摰幕鼗疬^程淬火碳鋼回火過程中的組織轉(zhuǎn)變對(duì)于各種鋼來說都有代表性?；鼗疬^程包括馬氏體分解，碳化物的析出、轉(zhuǎn)化、聚集和長大，鐵素體回復(fù)和再結(jié)晶，殘留奧氏體分解等四類反應(yīng)。低、中碳鋼回火過程中的轉(zhuǎn)變示意地歸納在圖1中。根據(jù)它們的反應(yīng)溫度，可描述為相互交疊的四個(gè)階段?！　〉谝浑A段回火（250℃以下）馬氏體在室溫是不穩(wěn)定的,填隙的碳原子可以在馬氏體內(nèi)進(jìn)行緩慢的移動(dòng),產(chǎn)生某種程度的碳偏聚。隨著回火溫度的升高，馬氏體開始分解,在中、高碳鋼中沉淀出ε-碳化物（圖2），馬氏體的正方度減小。高碳

6、鋼在50～100℃回火后觀察到的硬度增高現(xiàn)象，就是由于ε-碳化物在馬氏體中產(chǎn)生沉淀硬化的結(jié)果（見脫溶）。ε-碳化物具有密排六方結(jié)構(gòu)，呈狹條狀或細(xì)棒狀，和基體有一定的取向關(guān)系。初生的ε-碳化物很可能和基體保持共格。在250℃回火后，馬氏體內(nèi)仍保持含碳約0.25％。含碳低于0.2％的馬氏體在200℃以下回火時(shí)不發(fā)生ε-碳化物沉淀，只有碳的偏聚，而在更高的溫度回火則直接分解出滲碳體。　　第二階段回火(200～300℃)　殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?；鼗鸬?00～300℃的溫度范圍，淬火鋼中原來沒有完全轉(zhuǎn)變的殘留奧氏體，此時(shí)將會(huì)發(fā)生分解，形成貝氏體組織。在中碳和高碳鋼中這個(gè)轉(zhuǎn)變比較明顯。含碳低于0.4％的碳鋼和低

7、合金鋼，由于殘留奧氏體量很少，所以這一轉(zhuǎn)變基本上可以忽略不計(jì)?！　〉谌A段回火(200～350℃)馬氏體分解完成,正方度消失。ε-碳化物轉(zhuǎn)化為滲碳體(Fe3C)。這一轉(zhuǎn)化是通過ε-碳化物的溶解和滲碳體重新形核長大方式進(jìn)行的。最初形成的滲碳體和基體保持嚴(yán)格的取向關(guān)系。滲碳體往往在ε-碳化物和基體的界面上、馬氏體界面上、高碳馬氏體片中的孿晶界上和原始奧氏體晶粒界上形核（圖3）。形成的滲碳體開始時(shí)呈薄膜