钢的热处理 西北工业大学 第8章 钢的回火转变及回火
钢的回火转变
钢的回火转变一、定义回火是将淬火钢重新加热到A1以下温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。
回火过程中材料组织发生的变化称为回火转变。
二、目的（1）消减淬火内应力淬火产生的残余内应力包括热应力和组织应力，加之片状马氏体中可能有显微裂纹，使淬火后零件韧性一般较差，不能直接使用。
(2) 调整性能淬火钢强度硬度高、塑韧性低，无法满足多种多样的性能需要。
通过不同温度回火，可使钢件达到所要求的强度硬度与塑性韧性的配合。
(3) 稳定组织和尺寸回火可使马氏体和残余奥氏体充分分解，以稳定钢件的组织和尺寸。
三、碳钢淬火后回火时的组织变化钢淬火后的马氏体和残余奥氏体极不稳定，回火时容易分解。
回火时的组织变化分六个过程：（1）室温（甚至以下）到200℃马氏体中碳原子偏聚；马氏体处于高能不稳定状态，200℃以下碳原子有了一定的扩散能力，通过扩散在马氏体内缺陷处形成微观偏聚区以降低能量。
低碳马氏体的亚结构主要是位错，碳原子容易在位错上偏聚。
该偏聚过程甚至可发生在室温停留过程或淬火过程中。
高碳马氏体的亚结构主要是孪晶，碳原子容易在孪晶界富集，形成小片状富碳区。
（2）100℃～250℃马氏体分解析出亚稳ε—碳化物；低碳钢Ms点较高，在淬火过程中容易发生碳的扩散，在马氏体中形成碳原子偏聚区并析出碳化物—自回火。
钢的Ms点越高，淬火冷速越慢，自回火现象越明显。
中碳钢淬火组织为低碳马氏体和高碳马氏体混合组织，故同时具有低碳马氏体和高碳马氏体的分解特征。
（3）200℃～300℃残余奥氏体转变；残余奥氏体的分解主要发生在中高碳钢的回火过程中残余奥氏体本质上与原过冷奥氏体相同。
但由于残余奥氏体已经发生B、M转变，使其化学成分和物理状态发生变化残余奥氏体向马氏体的转变，存在二次淬火现象由于奥氏体稳定化或在高碳高合金钢中常存在较多残余奥氏体。
若在回火保温时未（或很少）发生分解，而在回火冷却时转变为马氏体的现象称为“二次淬火”。
（高速钢W18Cr4V）二次淬火的起因是，回火保温过程使残奥的化学成分和物理状态发生变化，将其Ms 点提高到了室温以上。
钢的回火转变.pptx
Si—可有效提高钢回火抗力
原
因
：
硅
能
溶
解
到
-
碳
化
物
中
，增加了它
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的稳定
性
，
2.合金元素对AR转变的影响
1）ARB、 ARP 、AR M
二次淬火—当AR在B和P之间的A稳定区域保持，AR不发生分解，在随 后冷
却转变为M。
2）回火时的二次淬火和稳定化、催化现象
催化—回火时二次淬火的Ms’Ms产生的二次M的量较多
高碳钢中回火马氏体与下贝氏体的区别
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从显微组织的形态和分布来看，下贝氏体与高碳钢回火马氏体很 相似，
都是暗黑色针状，各个针状物之间都有一定的交角，而它们的区别是 ：
1）高碳钢的回火马氏体表面浮凸呈N字形，下贝氏体的表面浮凸是不 平行
的，相交成“v”形或“Λ”形；
2）高碳钢回火马氏体中存在位错与孪晶，下贝氏体中铁素体也有位 错缠结
片状M形成—产生显微裂纹
回火--应力消除和在裂纹中析出碳化物--部分显微裂纹
自动焊合
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三、中碳钢回火时机械性能的变化 1.T250℃ T--、塑性不变、HRC 2.200~300℃ T--HRC 3. 300℃ 与低碳钢相似，韧性、强度 弹簧钢：淬火+中温回火
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§7-3 回火脆化现象
缺点：不能解释为什么钢中同时存在某些合金元素和杂质才会发生脆 性
修正： ①二次偏聚理论； ②三元固溶体的平衡偏聚理论
2）非平衡偏聚理论
Fe3C析出，杂质元素在其周围富集—脆化 4.抑制TE的措施
①在钢中加入适量的Mo、W等元素；
钢的热处理工艺技术
钢的热处理工艺技术钢的热处理工艺技术是一种通过改变钢材的组织结构和性能来达到预期目标的方法。
不同的热处理工艺可以改善钢材的硬度、韧性、强度、耐磨性等性能，从而满足不同用途的要求。
以下是一些常见的钢的热处理工艺技术。
1. 退火：退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
退火能改善钢材的塑性和韧性，减少内部应力，使其易于加工和变形。
2. 淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温。
淬火能提高钢材的硬度和强度，但会降低其韧性。
常见的淬火方法包括水淬、油淬和气体淬火等。
3. 回火：回火是将已经淬火的钢材重新加热到一定温度，然后通过不同的冷却速率进行冷却。
回火能减少淬火时产生的脆性，提高钢材的韧性和抗疲劳性能。
4. 正火：正火是将钢材加热到过冷状态下的温度，然后冷却到室温。
正火能改善钢材的强度和韧性，减少内部应力。
5. 淬火和回火：淬火和回火是一种常用的复合热处理工艺。
先将钢材淬火，然后进行回火，能够在保持一定硬度的同时提高韧性。
6. 软化退火：软化退火是用于消除冷加工或焊接后的钢材内部应力和硬度的一种热处理方法。
通过加热到一定温度，然后进行适当速率的冷却，使钢材恢复到一定的韧性和塑性。
7. 预应力退火：预应力退火是一种用于提高钢材的强度和韧性的热处理方法。
通过在加热阶段施加机械应力，然后进行退火处理，能够在保持较高强度的同时提高韧性和耐疲劳性能。
以上是一些常见的钢的热处理工艺技术，每种方法在实践中都有其适用范围和特定工艺参数。
合理选择和控制热处理工艺，能够使钢材达到所需的性能要求，并满足具体工程应用的需要。
钢的热处理工艺技术是钢材加工和制造过程中非常重要的环节，它能够改善钢材的性能，增加其应用价值。
随着现代工业的发展，钢材的应用领域越来越广泛，对于不同类型的钢材，需要采用适当的热处理工艺来实现所需的性能要求。
首先，退火是最常见的钢材热处理工艺之一。
退火过程中钢材被加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。
第八章 回火转变与钢的回火
综上所述： ①马氏体的分解过程就是C原子以碳化物形式不断析出的过程；
②对于高碳M，在100～250℃回火，固溶在M中的过饱和C原子
脱溶沉淀而析出ε－碳化物（ε－碳化物，用透射电镜观察，它长
1000A°（100nm），条状薄片的ε－K由50A°左右的小粒子组
成，如图7-3、7-4所示）。
图7-3 0.79%C钢淬火后 150℃回火72小时的透射 电镜显微图像
M内过饱和的C原子脱溶，沉淀析出与母相共格的ε－碳化物，基
体成为含C=0.25％左右的过饱和固溶体（α相）。此时的回火组织
为回火马氏体。图7-1为马氏体碳浓度与回火温度的关系。
图7-1马氏体碳浓度与
回火温度的关系
高碳马氏体的双相分解现象：
X-ray结构分析发现：高C马氏体经不同温度回火后出现两个不同的正 方度α ´相。 回火温度T＜150℃，M分解以双相分解方式进行，表现为： ①具有高正方度的α´相保持原始C含量（α ´相的正方度c/a＝1.054～
1. 对低碳条状马氏体
回复：回火温度T约400～550℃时，α相呈现明显的回复阶段，α相内 部的位错胞和位错线将逐渐消失。位错密度下降，重新组合后的亚晶粒
为错网络变的平直，但α相仍为板条状。
再结晶：当T＝600～700℃时，α相发生再结晶，α相亚晶粒通过铁原 子扩散而长大形成位错密度较低的等轴状α新晶粒，逐步替代回复后的 条状组织。原马氏体晶粒形态消失。随着回火温度升高，α相晶粒和碳 化物颗粒进一步长大。
应力的作用。它是最后一道热处理工序，极为重要。
3.回火前的淬火组织状态 α’+ A’（或有未溶碳化物K） 其中：α′为体心正方马氏体，即碳溶解在α-Fe中的过饱和固溶体。 4. 残余奥氏体 钢淬火之后，总有一少部分奥氏体不能转变为马氏体而被保留下
8-第八讲-钢的回火
9
（4）Fe3C的聚集长大及相的再结晶
这一阶段的转变主要发生在400C以上，铁 素体开始发生再结晶，由针片状或板条状转变 多边形，同时渗碳体发生聚集长大颗粒逐渐粗 化。这种由颗粒状渗碳体与多边形铁素体组成 的组织称为回火素氏体，用符号“S回”表示。
工程材料与焊接基础 第八讲
钢的回火
钢的回火
把淬火钢加热到AC1以下的某一温度保温 后进行冷却的热处理工艺。回火紧接着淬火后 进行，除等温淬火件外，其他淬火零件都必须 及时进行回火。
薛小怀 副教授
2
淬火钢回火的目的
1）降低脆性，减少内应力，防止工件变形开裂； 2)获得工件所要求的力学性能。淬火钢件硬度高、 脆性大，为满足各种工件不同的性能要求，可以通过适 当回火来调整硬度，获得所需的塑性和韧性：
1~3h。
薛小怀 副教授
17
回火脆性
淬火钢的韧性并不总是随回火温度的升高 而提高的，在某些温度范围内回火时，出现冲 击韧性显著下降的现象，称为“回火脆性”。 回火脆性有低温(250~350C)和高温(500 ~ 650C)回火脆性两种。
薛小怀 副教授
18
（1）低温回火脆性
淬火钢在250~350C回火时出现的脆性称为
（3）碳化物转变成Fe3C
回火温度在300~400C时，介稳定的碳化 物转变成稳定的渗碳体，同时，马氏体中的过 饱和碳也以渗碳体的形式继续析出。到350 C 左右，马氏体个碳含量已基本上降到铁索体的 平衡成分，同时内应力大部分消除。此时回火 马氏体转变为在保持马氏体形态的铁素体基体 上分布着细粒状渗碳体的组织，称为回火托氏 体，用符号“T回”表示。
织的屈服强度、塑性和韧性好得多。这是由于两者渗
碳体形态不同所致，片状组织中的片状渗碳体受力时，
第8章_回火转变及钢的回火
含碳 1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化
回火温度℃ 室温 100 125 150 175 200 225 250 回火时间 10d 1h 1h 1h 1h 1h 1h 1h a 2.846 2.846 2.846 2.852 2.857 2.859 2.861 2.863 c 3.02 3.02 2.886 2.886 2.884 2.878 2.874 2.872 c/a 1.062 1.062 1.013 1.012 1.009 1.006 1.004 1.003 碳含量(%) 1.4 1.2 0.29 0.27 0.21 0.14 0.08 0.06
8.1 淬火钢在回火时的组织变化
3. 残余奥氏体的转变（回火第二阶段）( 200～300℃ )
淬火高碳钢在连续缓慢加热条件下，当温度升高 到200℃左右时，可以明显地观察到残余奥氏体的转 变，其转变产物是α相与ε-FexC的机械混合物，称 回火马氏体或下贝氏体。
8.1 淬火钢在回火时的组织变化
4. 碳化物析出和转变（回火第三阶段） ( 250～400℃ )
（1）高碳马氏体 碳钢中马氏体过饱和 的C几乎全部脱溶，但 仍具有一定的正方度。 形成两种比ε更加稳定 的碳化物： χ-Fe5C2——单斜晶系 θ-Fe3C——正交晶系
8.1 淬火钢在回火时的组织变化
4. 碳化物析出和转变（ 250～400℃ ） （1）高碳马氏体
碳化物转变取决于回火温度，也和时间有关，随着回 火时间的延长，转变温度可以降低。 是否出现χ-Fe5C2与钢的C%有关，C%增加有利于χ Fe5C2产生(板条马氏体不易产生χ -Fe5C2) 高碳钢碳化物的转变序列可能为： α′→ α′＋ε→ α′＋ε＋χ→ α′＋ε＋χ＋θ→ α′＋χ＋θ → α′＋θ（稳定的回火屈氏体）
简述碳钢的回火转变和回火组织
简述碳钢的回火转变和回火组织碳钢是一种由碳和铁组成的合金，其具有良好的可塑性、可焊性和机械性能。
然而，在加工过程中，碳钢可能会因为高温处理或冷加工而产生过硬化现象，导致其力学性能下降。
为了恢复碳钢的力学性能，回火是一种常用的热处理方法。
碳钢的回火转变是指经过淬火后的碳钢在加热过程中发生的物理和化学变化。
回火过程中，碳钢的组织发生改变，硬度降低，同时提高了韧性和塑性。
回火的温度和时间是影响回火组织和性能的重要因素。
回火温度通常选择在450℃至750℃之间，具体的温度取决于碳钢的成分和用途。
回火温度过低会导致回火组织不完全，硬度仍然较高，而回火温度过高会导致碳钢的强度降低。
因此，选择合适的回火温度对于保证碳钢的力学性能至关重要。
回火时间也是影响回火组织和性能的关键因素。
回火时间越长，碳钢的硬度越低，但韧性和塑性越高。
然而，回火时间过长也会导致碳钢的强度降低。
因此，需要根据具体情况选择合适的回火时间。
回火组织是指经过回火处理后的碳钢的显微组织结构。
回火组织的形成与回火温度和时间密切相关。
在低温回火条件下，碳钢的回火组织主要由球状铁素体和少量的碳化物组成。
随着回火温度的升高，球状铁素体逐渐转变为板状铁素体，碳化物的数量也逐渐减少。
在高温回火条件下，碳钢的回火组织主要由板状铁素体和少量的残余奥氏体组成。
回火后的碳钢具有较高的韧性和塑性，适用于制造需要抗冲击和承载力的零件和构件。
此外，回火还可以消除碳钢中的残余应力，提高其抗蠕变和抗疲劳性能。
碳钢的回火转变是一种通过加热处理来改变碳钢的组织和性能的方法。
回火温度和时间是影响回火组织和性能的关键因素。
回火后的碳钢具有较高的韧性和塑性，适用于制造需要抗冲击和承载力的零件和构件。
回火处理不仅可以恢复碳钢的力学性能，还可以消除残余应力，提高抗蠕变和抗疲劳性能。
因此，回火是一种重要的热处理方法，在碳钢的加工和制造过程中具有广泛的应用前景。
钢中的回火转变
第二、钢中加入某些合金元素，减慢特殊碳化物中合金 元素的扩散，抑制细小碳化物的长大和延缓这类碳化物过 时效现象的发生。
合金元素对回火转变的影响
➢合金元素对a相回复和再结晶的影响
残余奥氏体的转变可导致钢的脆化，而且残余奥氏体分解时
沿晶界析出碳化物也使钢的韧性明显降低。
回火时机械性能的变化
新生碳化物沿碳化物沿板条马氏体的条界、束界和群界或在片状 马氏体的孪晶带和晶界上析出而引起。 认为奥氏体化时杂质元素P、S、As、Sn、Sb等在晶界、亚晶界 偏聚聚导致晶界弱化是引起第一类回火脆性的原因。 防止和减轻第一类回火脆性的方法： 降低钢中杂质元素的含量； 用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素以细化奥氏体晶粒； 加入Mo、W等能减轻第一类回火脆性的合金元素； 加入Cr、Si以调整发生第一类回火脆性的温度范围，使之避开所 需的回火温度。 采用等温淬火工艺代替淬火加回火工艺。
钢中的回火转变
回火的定义 淬火之后将工件加热到低于临界点的某一温度，保温一定
时间，然后冷却到室温的一种热处理方法。 回火的目的（为什么要回火）
获得所需要的稳定组织和性能，并消除或减少淬火内应力。
原材料
加热奥氏体化
奥氏体
回火
淬火
回火马氏体
M+A’
使用
回火
钢中的回火转变
马氏体中碳原子偏聚(前期阶段)(100℃以下) 马氏体分解(80-250℃) 残余奥氏体转变(200-300℃) 碳化物析出(250-400℃) α相回复和碳化物的聚集长大(400℃以上)
热处理基础知识——回火回火：是将钢件淬硬...
热处理基础知识——回火回火：是将钢件淬硬...
热处理基础知识——回火
回火：是将钢件淬硬后，再加热到某一不太高的温度（150～600℃），保温一定时间后，冷却至室温的热处理工艺。
回火是紧接淬火后进行的一种热处理操作，也是生产中应用最广泛的热处理工艺。
目的：稳定组织，使工件形状、尺寸稳定；减小或消除淬火内应力，降低脆性，获得工件所要求的力学性能。
按回火温度范围不同，钢的回火可分为低温回火、中温回火及高温回火三种。
（1）低温回火（150～250℃），目的是降低淬火钢的内应力和脆性，并保持高硬度（56～64HRC)和耐磨性。
如模具、刃具等。
（2）中温回火（350～500℃），目的是使钢获得高弹性，并保持较高硬度（35～50HRC)和一定的韧性。
如弹簧、锻模等。
（3）高温回火（调质处理）（500～650℃），硬度20～35HRC，强度及韧性等综合性能较好。
如连杆、曲轴、齿轮等。
（注：加入机械圈子，交流学习知识，获取机械必备资料）。
简述钢的普通热处理
钢的普通热处理方法：
1.正火：将钢加热到适当温度，保温一段时间后取出在空气中
冷却。
正火的主要应用范围有：用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理；用于中碳钢，可代替调质处理作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理；用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织；用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能；用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向；用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
2.淬火：将钢加热至高温后快速冷却，使其硬化。
淬火的主要
目的是提高钢的硬度、强度和耐磨性。
3.回火：将淬火后的钢加热到一定温度并保温一段时间，然后
冷却。
回火的主要目的是消除淬火产生的内应力，降低硬度和脆性，以取得预期的力学性能。
4.退火：将钢加热至适当温度并保温一段时间后缓慢冷却。
退
火的主要目的是调整硬度以方便切削加工，消除内应力，稳定尺寸，防止加工中变形。
退火还能细化晶粒，改善组织。
5.表面热处理：包括表面淬火和火焰加热表面淬火等。
表面热
处理的主要目的是提高材料表面的硬度和耐磨性。
6.化学热处理：包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
化学热处理的
主要目的是改变材料表面的化学成分，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。
第八章 钢的回火转变
2. AR →B或P转变
1） AR转变为B 200~300°C 分解为B下。 γ-Fe→α-Fe（片状F＋ε-K），K与α-Fe共格。 在较高温度向B上转变 2） AR转变为P AR在快速加热到高温回火时向P转变 注：一定量M的存在能促进残余奥氏体转变，尤其使贝氏体转 变加速。
3、淬火钢回火后的组织
1）低温回火(150~250℃)－回火马氏体(M’) 高碳钢：M’和AR组织 低碳钢：在低温回火后，M中只发生C原子的偏 聚，尚未析出K 中碳钢：淬火后得到条状和片状M混合组织
2）中温回火 (350~500℃)－回火屈氏体T’ 金相组织特征：条状或片状M形态仍基本保持不 变，T’中Fe3C颗粒很细小，光镜下仍难分辨，电 镜下Fe3C颗粒已明显长大，呈颗粒状。 T与T’区别：T’是淬火M中温回火产物，Fe3C呈 颗粒状；T是A过冷时直接形成，Fe3C呈片状。形 态、性质均不同。
3）高温回火（500~650℃）－回火索氏体S’ 金相组织特征：F和粒状Fe3C 碳钢调质处理后S’中Fe3C已成等轴状
回火时的组织变化过程
20~100℃--碳的偏聚和聚集 100~ 250 ℃-- M分解 200~ 300 ℃-- A’分解 250~400 ℃-- K类型变化 400~700 ℃--α相回复再结晶
低碳M－在位错线偏聚 亚结构为位错 C原子倾向于偏聚在位错线附近的间隙位置 高碳片状M－在孪晶界面上聚集 亚结构为孪晶，C原子将在一定晶面上聚集，形 成富C聚集区。
二、M的分解（ 100~ 250 ℃ ）
＞100°C时，M发生分解（固溶强化消失） 现象：随T↑，M中C%↓，晶格常数c ↓，a ↑ 正方度c/a ↓－过饱和程度下降 实质： －马氏体发生了分解
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素，故影响弱
精品课件
3、Si中温回火时→ 阻碍碳化物类型 转变 → 显著提高回火抗力
4、除Ni、P外，其它合金元素随回 火温度升高，阻碍碳化物粗化、F 再结晶→提高回火抗力
5、如残余A在回火保温时未分解P 或B，则回火冷却时→二次淬火→ 硬度提高、脆性增加→进行再次回 火
第八章 钢的回火转变及回火
回火：将淬火钢加热到A1以下某一温度， 经过保温，然后以一定的冷却方法冷至室 温的工艺过程。
目的：去除残余应力；调整性能；稳定尺寸 驱动力
原始组织是非平衡相 M中碳过饱和 M具有高的界面和应变能
精品课件
M回火加热时组织转变
随温度升高： C偏聚：100 ℃以下（时效） M分解：100~ 300 ℃（过渡碳化物析
精品课件
三、残余AR分解
与M分解同时进行 C%> 0.4%明显 分解发生在相界或残余AR晶体内部 分解产物为α相+θ（稳定碳化物）或M、B 碳化物颗粒状，与残余A有取向关系 低M板条之间的残余AR → 分解形成的碳化
物连续→导致回火脆性
精品课件
四、碳化物类型的转变
与A分解同时进行 低C位错M：偏聚在位错附近的C原子，
↑ C、N偏聚在缺陷处
精品课件
二、过渡碳化物析出（M分解）
低温回火加热→M中析出规则分布的ε 、η亚稳定碳化物（弥散），M形貌 保留
ε、η与基体M共格、有位向关系 接从富碳区析出稳定碳化物 此时M中C%↓，但仍过饱和，c/a >1
可直接析出θ-K（Fe3C)。位置：析出在 位错线附近或M条间界上，呈细小片状 高C孪晶M：最先析出ε-K，当回火温度 高于250 ℃析出χ-K和θ-K。位置：M孪 晶面｛112｝M上。
精品课件
低、中碳钢在板条内形核，与M有惯习面和 取向关系，因小角度相界的消失→板条粗化
基体M中C%平衡， c/a =1。 但仍保持淬 火时形态
三、韧性
除回火脆性外，温度升高→韧性升高 高碳钢回火韧性提高显著
亚稳定碳化物析出 → 内应力降低 →M收缩 → 显微裂纹减少
碳化物 聚集→焊合显微裂纹
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小结
• 硬度：
200℃以下，HRC不变。 >300℃，HRC降低。
• 弹性极限： 在300-400 ℃最高。 • 塑 性： 在600-650 ℃最高。
再次在此温区回火不产生脆性→ 不可逆）
精品课件
2、产生原因（不定论）
残余A分解 脆化温区与残余A分解温区相同，加合金元 素→脆化温区会升高 低、中碳钢板条之间渗碳体薄膜生长所致
A晶界杂质偏聚 俄歇实验高纯度材料→回火脆性倾向降低 S、P →杂质偏聚 弱化晶界
残余A分解+A晶界 Sb、Sn、P、S、As 杂
精品课件
二、引起二次硬化
1、产生条件 500~650℃ 含有强碳化物形成元素（Ti、Cr、V、
……）的钢 强碳化物形成元素超过一定% 2、 实质 Mo2C W2C VC TiC Cr7C3 共
格碳化物的 弥散强化 作用 超温→过时效→硬度降低（碳化物类型
转变）
精品课件
3、合金碳化物取代渗碳体方式
§2 回火后的性能变化
一、硬度 在100℃时略高（亚稳定碳化物共格作
用>M中析出C的弱化作用） 温度 > 100℃后→硬度↓，因为：
M中C析出→固溶强化效果↓ 残余A分解 碳化物析出→基体C平衡 碳化物粗化 F等轴化（再结晶）
精品课件
二、强度、塑性
随温度升高→强度降低、塑性升高 碳钢均在300~400℃时弹性最好
原位转变
相界面形核 二次硬化效果差（碳化物较粗）
独立转变
位错处形核→长大→碳化物细小→效果 好
多组元→效果佳
转型序列
Fe3C → VC Fe3C →W2C → W6C
精品课件
4、工程意义
工具钢→提高红硬性 耐热钢→高温强度好 结构钢→提高材料强度、韧性→轻量
化设计
精品课件
5、提高二次硬化效果的途径
出ε、η 析出） 残余AR分解：200~ 300 ℃ 碳化物类型转变：200~ 350℃ 碳化物粗化、F形成：350℃以上
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§1 回火时的组织变化
一、碳原子的重新分布（M分解） 实验： 选Ms <室温、不会发生自回火现象的材料 新鲜M在低于室温或其附近→硬度↑ 电阻率上升 M以调幅机理分解 场离子显微镜分析→富碳区随时间↑ →C%
形变+淬火 位错密度提高→碳化物弥散析出
加合金元素（Co、Al、Si、Nb） 抑制特殊碳化物生长
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§4 钢的回火脆性
一、 （ 第一类 、低温、不可逆） 回火 马氏体 脆 1、特征 韧性降低；冷脆转化温度升高；沿晶断裂 250~400℃产生，与冷却速度无关 几乎所有钢都存在 不能消除，只能减轻 已产生此脆性工件在高温区回火→消除（
碳化物在其它部位形核、长大
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五、碳化物聚集、等轴F形成
碳化物由棒、片→球 → 粗化（大吞小） → 系统能量下降
渗碳体因密度小于F →较小的碳化物溶入 基体 → 产生空位→促进渗碳体长大
大角度相界合并→晶粒长大→等轴F M形貌消失 残余应力消除 c/a =1
综上所述：总体变化
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内应力基本消除。 高碳M 亚稳定碳化物先形成χ →随后被稳定
碳化物取代
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ε碳化物晶格结构 密排六方点阵 成分：Fe2C－Fe3C
χ碳化物 复杂斜方点阵 成分：Fe5C2
θ碳化物 复杂斜方点阵 成分：Fe3C
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碳化物转变方式
原位转变：成分、结构改变 独立 转变 ：亚稳定碳化物溶解，稳定
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§3 合金元素对回火的影响
过程与碳钢回火相同，推迟进程 特点
提高回火抗力 某些钢产生二次硬化现象 影响回火脆性
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一、提高回火抗力
1、时效、低温回火 →影响小 2、 316℃ 中温回火 合金元素降低碳的扩散系数 Ni、Si等非碳化物形成元素向M中扩
散 Cr、 V 等 碳化物形成元素 向 碳 化 物 中
质偏聚
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3、措施
降低杂质 细化晶粒降低杂质% （脱氧剂；细化