金屬熱處理原理及工藝--回火.ppt

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1、8.2回火回火——將淬火零件重新加熱到低于臨界點A1某一溫度保溫，使淬火亞穩(wěn)組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻到室溫的熱處理工藝過程?；鼗鹉康模禾岣叽慊痄撍苄院晚g性，降低其脆性；降低或消除淬火引起的殘余應(yīng)力；穩(wěn)定尺寸一、回火時鋼的組織轉(zhuǎn)變隨溫度升高，淬火組織將發(fā)生五個階段變化：馬氏體中碳原子偏聚（100℃以下）馬氏體的分解（100～250℃）產(chǎn)物：M回殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變（200～300℃）產(chǎn)物：M回（主要）+B下（微量）碳化物析出和轉(zhuǎn)變（250～400℃）產(chǎn)物：T回α相狀態(tài)變化及碳化物聚集長大（>400℃)產(chǎn)物：S回一、回火時組織轉(zhuǎn)變按回火溫度劃分如下階段，但

2、各階段也不是單獨發(fā)生，而是相互重疊的。1.碳原子偏聚（時效階段）——(100℃以下)由于淬火馬氏體為過飽和固溶體，組織中有大量亞結(jié)構(gòu)。位錯馬氏體，低溫下C、N原子短程擴(kuò)散到位錯線附近孿晶馬氏體，低溫下C、N原子短程擴(kuò)散聚集到某一晶面（1）高碳馬氏體分解a.馬氏體雙相分解（100～150℃）當(dāng)溫度低于150℃時，回火后可出現(xiàn)兩種不同正方度的M。2.馬氏體分解（100--250℃）回火溫度℃回火時間acc/a碳含量(%)室溫10d2.8463.021.0621.41001h2.8463.021.0621.21251h2.8462.8861.0130.291501h2.8522

3、.8861.0120.271751h2.8572.8841.0090.212001h2.8592.8781.0060.142251h2.8612.8741.0040.082501h2.8632.8721.0030.06含碳1.4%的馬氏體回火后點陣常數(shù)、正方度與含碳量的變化雙相分解機(jī)制：a)在碳原子的富集區(qū)，形成碳化物核，周圍碳原子的擴(kuò)散促使其長大。但由于溫度低，進(jìn)行的僅僅是近程擴(kuò)散，從而形成具有二個濃度的α相，析出的碳化物粒子也不易長大。b)在高碳區(qū)繼續(xù)形成新核，隨時間延長，高碳區(qū)逐漸變成低碳區(qū)，高碳區(qū)減少。c)低碳區(qū)增多，平均成分將至0.25?0.3%，與原始碳量、分

4、解溫度無關(guān)。b.馬氏體單相分解（150--250℃）當(dāng)溫度高于150℃時，碳原子擴(kuò)散能力加大，α相中不同濃度可通過長程擴(kuò)散消除，析出的碳化物粒子可從較遠(yuǎn)處得到碳原子而長大。故在分解過程中，不再存在兩種不同碳含量的α相，碳含量和正方度不斷下降，當(dāng)溫度達(dá)300℃時，正方度c/a接近1。（1）高碳馬氏體分解2.馬氏體分解（100--250℃）（2）低碳及中碳馬氏體的分解低碳鋼及中碳鋼MS點高，淬火過程中會發(fā)生碳原子偏聚及碳化物析出，這一特征稱為自回火。淬火后，在150℃回火時，不再發(fā)生碳化物的析出。當(dāng)回火溫度高于200℃時，發(fā)生單相分解析出碳化物。中碳鋼正常淬火得到板條與片狀馬

5、氏體的混合組織，并有低碳、高碳馬氏體特征。2.馬氏體分解（100--250℃）6007005003004002001000-100-2000.20.40.60.81.01.21.41.61.82.00溫度℃Wc?100MsMf總之，這一階段轉(zhuǎn)變完成后，鋼的組織是由有一定過飽和度的α固溶體和與其有共格關(guān)系的ε碳化物所組成的復(fù)相混合組織，稱為回火馬氏體(如圖)。M→M回（α’＋ε-碳化物）在普通金相顯微鏡下，觀察不出回火馬氏體中的ε碳化物?；鼗瘃R氏體在形態(tài)上與淬火馬氏體相似，但回火馬氏體易腐蝕，呈黑色組織。產(chǎn)物：回火馬氏體。性能：保留高硬度20鋼980℃淬火+200℃回火組織

6、（400倍）T12鋼1100℃淬火+200℃回火組織（400倍）M回+ArT12鋼780℃淬火+200℃回火組織（400倍）M回+碳化物+Arε碳化物3.殘余奧氏體分解（200--300℃）在200～300℃之間,鋼中的殘余奧氏體將發(fā)生分解，轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體或下貝氏體。其轉(zhuǎn)變可用下式表示：Ar→M回或B下（α’＋碳化物）碳化物可能是ε－FexC，也可能是Fe3C。鋼淬火后的殘余奧氏體，與過冷奧氏體同屬亞穩(wěn)組織，但二者仍有不同點，如：(1)已發(fā)生的轉(zhuǎn)變會對殘奧氏體帶來影響，如馬氏體條間的殘余奧氏體含碳量就大大高于平均含碳量，已轉(zhuǎn)變的馬氏體會使殘奧處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)等。(2)

7、回火過程中，馬氏體將繼續(xù)轉(zhuǎn)變，這必然影響到殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變?；鼗鹎象w4.碳化物的轉(zhuǎn)變（250--400℃）亞穩(wěn)碳化物將轉(zhuǎn)變成為更加穩(wěn)定的碳化物形式存在。高碳鋼：MM+εM+ε+χM+ε+χ+θM+χ+θM+θ（穩(wěn)定的回火屈氏體）中碳鋼：MM+εM+θ（穩(wěn)定的回火屈氏體）低碳鋼：M位錯處偏聚M+θ（穩(wěn)定的回火屈氏體）產(chǎn)物：回火屈氏體（飽和α相＋細(xì)小粒狀滲碳體）綜上所述1.板條馬氏體馬氏體中的碳原子全部析出，在原馬氏體內(nèi)或晶界上析出滲碳體。α相仍保持原M的形態(tài)。2.片狀馬氏體ε碳化物溶解，形成χ碳化物（χ—Fe5C2），χ碳化物