钢在回火时的转变与回火

① 双相分解
当回火温度较低（20～150℃）时，M的分解将以
双相分解方式进行。
由于温度较低，碳原
子 扩 散 能 力 很 弱 ， ε-
FeXC在M内某些碳富 集区通过能量、结构
和成分起伏形核，并
双相分解
编辑ppt 向M中长大。
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双相分解
ε-FeXC在长大时，要 吸收附近M中的碳原 子，而远离ε-FeXC的 M中碳原子仍然保持 不变。
在80～250℃之间，随着回火温度的升高以及回 火时间的延长，偏聚区或富集区的碳原子将发生 有序化，继而转变成碳化物而析出，即M发生分 解。
马氏体分解阶段，得到的组织是回火马氏体。
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M分解过程中随着碳化物的析出，M中碳含量的不断 下降，将使点阵常数c下降，a升高，正方度c/a减小 ⑴。高碳马氏体的分解
这样在同一片M就出现了两个成分不同而结构相同 的区域。
双相分解的速度与温度有关，温度越高，其分解速 度越快，而合金元素对M的双相式分解没有影响。
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② 单相分解
当温度超过125～150℃后，M的分解将以单相分 解即连续式分解方式进行。此时碳原子的活动能力 增强，能够进行较长距离的扩散。
单相分解
⑵ 高碳片状马氏体中碳原子的富集区
高碳片状M的亚结构为孪晶，可被利用的低能量位
错很少，因此除少量C原子可以向位错偏聚外，大
量碳原子可以在M的某一晶面(一般为 {112}α或
{100}α晶面)上富集，形成碳浓度比平均碳浓度高
的碳原子富集区。
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8
C富集区的形状为片状，厚度为3Å，宽度为6Å，长 为7Å，每片中含2～3个碳原子。
C富集区的能量 ＞ C偏聚区的能量
C富集区的稳定性 ＜ C偏聚区的稳定性
富集区只是碳原子在某一晶面上的富集，因此，它 与母相马氏体保持密切的联系，它的存在将使马氏 体点阵发生畸变；
随富集区数量的增加，畸变量也增加，硬度将有所
提高，同时也使马氏体的电阻率有所提高。
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㈡ 马氏体分解——回火转变第一阶段(80～250℃)
马氏体
残余奥氏体
对于碳钢
当 C% ＜ 0.5 ％ 时 ， AR 量 常 小 于 2 ％
当C%为0.8％时，AR量约为6％
当 C% 为 1.25 ％ 时 ， AR 量 超 过 30 对于合金钢，随％着合金元素种类和数量的不同，
AR的变化幅度可能更大一些。
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3
淬火钢的组织
马氏体
残余奥氏体
M中的碳是 高度过饱和的
因此，已经析出的 碳化物有可能从较 远处获得碳原子而 长大，M相内的碳 浓度梯度也可以通 过C的扩散而消除。
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单相分解
如此，在M分解过 程中就不再存在两 种碳含量不同的区 域，但M相的碳浓 度 及 正方 度 c/a 随 分解过程的进行而 不断下降。
在80～100℃以下回火时，虽然从组织和硬度方面
观察不到明显变化，但此时M中却发生了C的偏聚.
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⑴ 低碳位错型马氏体中碳的偏聚
在20～100℃的范围内
C原子可通过扩散从 八面体间隙位置迁出
迁入微观缺陷比较集 中的地方而发生偏聚
板条M晶内存在 大量的位错
C倾向于在位错线附 近偏聚形成C偏聚区
M相呈现两种正方度
一种为 高碳M
另一种为 低碳M
两种碳含量不同的M相
当回火温 度高于 125℃
M相呈现一种正方度
随回火温度升高，正 方度c/a逐渐减小，M 相中碳含量逐渐降低
只存在一种M相
双相分解
单相分解
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在高碳M分解过程中，碳以碳化物的形式析出，此
时析出的碳化物为亚稳碳化物，属于Fe3N型，一般 称为ε-碳化物，用ε-FeXC表示，其中X常为2～3。
实回验火温测度定了回火高时碳间钢(a1/.Å4%Cc)M/Å的正方度c/a与回火温C%度之
间室温的关系 10年
2.846
2.880，3.02 1.012， 1.062
0.27， 1.4
100℃
1h
2.846
2.882，3.02 1.013， 1.054
0.29， 1.2
125℃
1h
2.846 2.886
间隙位置的弹性变形 减小
使M的内能降低
导致M弹性畸变能下降
M中C原子分布在正常间隙位置时比偏聚在位错线
附近时的电阻要高，因此可通过测定淬火钢的电阻
率变化来间接推测C原子的编辑偏ppt 聚行为。
7
偏聚区形成的条件
M中不具备形成碳化物 的条件，或形成的碳化 物稳定性小于偏聚区
碳原子扩散能力不能 过大，否则偏聚区将 因原子扩散而消失
时效阶段（100℃以下）：马氏体中碳原子偏 聚
回火第1阶段(80～250℃)：马氏体分解
回火第2阶段(200～300℃)：残余奥氏体分解
回火第3阶段(250～400℃)：碳化物析出与转 变
回火转回变火随第着4温阶度段的(升40高0是℃连以续上进)行：的渗，碳由体于的所采聚用集的长试大验 方法和精度不同，不同文献给出的各阶与段α的相温的度范再围结略晶有差
第十章 钢的回火转变与回火
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1
回火就是将淬火后钢在A1以下温度加热、保温，并 以适当速度冷却的工艺过程。
回火基本目的
提高淬火钢的塑性和 韧性，降低其脆性
降低或消除淬火所引 起的残余应力
不可避免地降低其 强度和硬度
稳定工具钢制品的 尺寸
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2
10.1 淬火钢回火时的组织变化
淬火钢的组织
1.013
0.29
150℃
1h
2.852 2.886
1.012
0.27
175℃
1h
2.857 2.884
1.009
0.百度文库1
200℃
1h
2.859 2.878
1.006
0.14
225℃
1h
2.861 2.872
1.004
0.08
250℃
1h
2.863 编2.辑87pp0t
1.003
0.06 11
当回火温 度低于 125℃
M具有很高的 应变能和界面能
残A具有 一定数量
淬火组织是高度不稳定的
一旦动力学条件具备，M转变就会自发进行
就是使原子具有足够的活动能力
回火处理就是通过提高原子的活动能力、使转变能
以适当的速度进行，或在适当时间内使转变达到所
需要的程度。
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4
根据在不同温度范围内发生的组织转变，碳钢的整 个回火过程可分为5个有区别而又相互重叠的阶段。
异，甚至对回火阶段的划分也不编同辑pp。t
5
㈠ 马氏体中碳原子偏聚——时效阶段(100℃以下)
碳钢中M是碳在α–Fe中的过饱和固溶 体，C分布于bcc点阵的扁八面体间隙 中心，使晶体产生较大弹性变形
其弹性变形能 储存于M晶体内
晶体点阵中的 微观缺陷较多
M的内能较高
处于不稳定状态，要自发地向稳定状态过渡