回火脆性和氫淬等解釋.ppt

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1、回火脆性鋼在回火時(shí)會(huì)產(chǎn)生回火脆性現(xiàn)象，即在250℃～400℃和450℃～650℃兩個(gè)溫度區(qū)間回火后，鋼的沖擊韌性明顯下降(見(jiàn)圖6.10)。這種脆化現(xiàn)象稱為回火脆性。根據(jù)脆化現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理和溫度區(qū)間，回火脆性可分為兩類(lèi)：1)第一類(lèi)回火脆性(低溫回火脆性)鋼在250℃～350℃范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為低溫回火脆性。因?yàn)檫@種回火脆性產(chǎn)生后無(wú)法消除，所以也稱它為不可逆回火脆性。回火后的冷卻速度對(duì)這種脆性沒(méi)有影響。低溫回火脆性產(chǎn)生的原因是由于回火馬氏體中分解出穩(wěn)定的細(xì)片狀化合物而引起的。為了防止低溫回火脆性，通常的辦法是避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火，有時(shí)為了保證要求的力學(xué)性

2、能，必須在脆化溫度回火時(shí)，可采取等溫淬火。2)第二類(lèi)回火脆性(高溫回火脆性)有些合金鋼尤其是含Cr、Ni、Mn等元素的合金鋼，在450℃～650℃高溫回火后緩冷時(shí)，會(huì)使沖擊韌性下降的現(xiàn)象，而回火后快冷則不出現(xiàn)脆性。這種脆性稱為高溫回火脆性，有時(shí)也稱可逆回火脆性。這種脆性的產(chǎn)生與加熱和冷卻條件有關(guān)。氫脆：在含氫氣氛中加熱引起的氫致裂紋氣體滲碳，碳氮共滲的工件產(chǎn)生裝配斷裂、放置開(kāi)裂和使用過(guò)程斷裂現(xiàn)象。斷口分析表明，斷口為沿晶斷裂和準(zhǔn)解理斷裂，晶面出現(xiàn)非常細(xì)小的爪狀撕裂線。裂紋既沿晶發(fā)展，又沿板條馬氏體束發(fā)展，屬沿晶和穿晶的混合斷裂，并有較多的二次裂紋，這些都是氫致裂

3、紋的典型特征。進(jìn)一步分析證明，斷裂屬于延遲斷裂。它不是在熱處理后或裝配時(shí)立即出現(xiàn)，而是在放置一定時(shí)間后斷裂的。氣體滲碳或碳氮共滲或其他保護(hù)氣氛中氫含量都是比較高的。氫有很大的易動(dòng)性，易被鋼中的所謂“陷餅”捕捉。鋼中夾雜物、疏松等內(nèi)部缺陷可能成為“陷階”。夾雜物等缺陷受載時(shí)的應(yīng)力集中與氫含量高這兩個(gè)條件的疊加，易使氫致裂紋優(yōu)先產(chǎn)生。對(duì)斷裂的齒輪軸分析表明，斷口有較多的夾雜物，而且基本上分布于晶界上。從斷裂部位看，它發(fā)生在應(yīng)力集中很大的螺紋根部，螺紋退刀槽與花鍵連接處，或在花鍵的齒部與底圓的過(guò)渡處。產(chǎn)生氫脆一般必須具有三個(gè)基本條件：1）有足夠的氫；2）有對(duì)氫敏感的金

4、相組織；3）有足夠的三向應(yīng)力存在。如上所述，滲碳、碳氮共滲，保護(hù)氣氛加熱所用的氣氛中，都含有大量的氫氣，無(wú)論是排氣階段還是強(qiáng)滲階段，爐氣中存在著大量的可被工件表面吸附的活性氫原子，工件在此氣氛下長(zhǎng)時(shí)間保溫，必然有滲氫現(xiàn)象。非金屬夾雜物等缺陷又易捕獲氫，使氫在沿晶界分布的夾雜物中含量增高。不同顯微組織對(duì)氫脆的敏感性大致按如下次序增加：鐵素體或珠光體，貝氏體，低碳馬氏體，馬氏體和貝氏體的混合物，孿晶馬氏體。滲碳淬火組織中具有較敏感的顯微組織。應(yīng)力測(cè)試表明，延遲斷裂的零件處于三向拉應(yīng)力狀態(tài)。氫脆的檢查表明：在碳氮共滲直接淬火、低溫回火后的試樣，慢速拉伸的塑性指標(biāo)（斷面

5、收縮率）明顯下降，如表下表所示：為了消除氫脆可采用以下措施：1）脫氫處理，碳氮共滲后零件進(jìn)行空冷，再進(jìn)行加熱（860度）油淬，隨后180度回火2小時(shí)，經(jīng)該工藝處理后，斷面收縮率已恢復(fù)到原來(lái)水平，這是由于氫在重新加熱中逸出，氫脆現(xiàn)象消失。2）低溫回火，試驗(yàn)研究表明，隨著回火保溫時(shí)間的增加，斷面收縮率上升，保溫8h，斷面收縮率基本恢復(fù)。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)采用8h以上的低溫回火，方可消除氫的影響。3）自然時(shí)效，在室溫放置過(guò)程中過(guò)飽和氫會(huì)逐漸釋放，使鋼的氫脆有改善。試驗(yàn)證明，在室溫放置6個(gè)月以上，斷面收縮率才可恢復(fù)，氫脆才可防止