钢的低温回火脆性
无论碳钢还是合金钢都存在回火脆性
无论碳钢还是合金钢都存在回火脆性。
第一类回火脆性，又称不可逆回火脆性，一旦出现就不易消除。
碳钢在200—300度，合金钢在250—400度回火后缓冷，极易出现。
普遍认为，第一类回火脆性的出现，是因为马氏体分解析出碳化物造成的。
第二类回火脆性，又称可逆回火脆性，只存在于合金钢中。
合金钢在500—650度回火后缓冷，极易出现。
关于第二类回火脆性的本质，目前还不是十分清楚。
第二类回火脆性可以采取回火后快冷的办法避免。
Cr、Si、Mn具有增大回火脆性的倾向。
Mo、W具有降低回火脆性的倾向。
45#钢调质裂纹生成原因:
1、冷却不当。
在MS温度下快冷，因组织因力过大引起开裂。
如在水中逗留时间过长。
2、工件形状尺寸是否有在易裂尺寸范围的，淬火温度范围的选定（最好亚温）
3、表面脱碳存在严重的易产生网状裂纹
4、原材料显微裂纹，非金属夹杂物，严重碳化物偏析，淬火开裂倾向大
5、回火要及时，以免工件内部的显微裂纹，在淬火应力作用下扩展引成宏观裂纹
1 做一下试验,看一下硬度低的产品,或部位是否有共同点,是否均为料筐中间处的?
2 试几盘料,将工件量间隙增大,每盘合理方位取出一些.
3 氧探头经常检查,你的辐射管景然能出现多达十几MM的碳黑,说明可能有以下几点不太妥当,
1)富化气量太大2)富化气裂解不充分3)载气碳势低.4)所用气体不纯5)气氛中水含量可能偏高,
4其他炉内辐射管表面积聚了十几毫米厚炭黑一定会降低加热速度的啊，这样就使得硬度淬不上去了啊．。
第一类,二类回火脆性
第一类回火脆性合金钢淬火后于250℃～400℃范围回火后产生的回火脆性，呈晶间型断裂特征，且不能用重新加热的方法消除，故又称为不可逆回火脆性。
主要产生在合金结构钢中。
在200～350℃之间回火时出现的第一类回火脆性又称低温回火脆性。
如在出现第一类回火脆性后再加热到更高温度回火，可以将脆性消除，使冲击韧性重新升高。
此时若再在200～350℃温度范围内回火将不再会产生这种脆性。
由此可见，第一类回火脆性是不可逆的，故又可称之为不可逆回火脆性。
几乎所有的钢均存在第一类回火脆性。
如含碳不同的Cr-Mn钢回火后的冲击韧性均在350℃出现一低谷。
第一类回火脆性不仅降低室温冲击韧性，而且还使冷脆转变温度50％FATTe[钢料的冲击韧性随测试温度的下降而出现显著下降时所对应的温度，即使钢料由韧性状态转变为脆性状态的温度称为冷脆转变温度，用50％FATT(℃）表示，详见金属力学性能]升高，断裂韧性KIe下降。
如Fe-0.28 C-0.6 4Mn-4.82Mo钢经225℃回火后KIe为117.4MN／m，而经300℃回火后由于出现了第一类回火脆性，使KIe降至73.5MN／m。
出现第一类回火脆性时大多为沿晶断裂，但也有少数为穿晶解理断裂。
影响笫一类回火脆性的因素主要是化学成分。
可以将钢中元素按其作用分为三类。
1)有害杂质元素，其中包括S、P、As、Sn、Sb、Cu、N、H、O等。
钢中存在这些元素时均将导致出现第一类回火脆性。
不含这些杂质元素的高纯钢没有或能减轻第一类回火脆。
2)促进第一类回火脆性的元素。
属于这一类的合金元素有M n、Si、cr、Ni、V 等。
这一类合金元素的存在能促进第一类回火脆性的发展。
有的元素单独存在时影响不大，如Ni。
但当Ni与Si同时存在时则也能促进第一类回火脆性的发展。
部分合金元素还能将笫一类回火脆性推向较高的温度，如Cr与Si。
3)减弱第一类回火脆性的元素。
属于这一类的合金元素有Mo、W、Ti、A l等。
回火及回火脆性
回火脆性！回火tempering将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。
②存在较大应力。
③力学性能不能满足要求。
因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。
作用回火的作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。
②消除应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。
③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。
回火之所以具有这些作用，是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进行扩散，实现原子的重新排列组合，从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。
应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。
一般钢铁回火时，硬度和强度下降，塑性提高。
回火温度越高，这些力学性能的变化越大。
有些合金元素含量较高的合金钢，在某一温度围回火时，会析出一些颗粒细小的金属化合物，使强度和硬度上升。
这种现象称为二次硬化。
要求用途不同的工件应在不同温度下回火，以满足使用中的要求。
①刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250C以下进行低温回火。
低温回火后硬度变化不大，应力减小，韧性稍有提高。
②弹簧在350〜500C下中温回火，可获得较高的弹性和必要的韧性。
③中碳结构钢制作的零件通常在500〜600C进行高温回火，以获得适宜的强度与韧性的良好配合。
淬火加高温回火的热处理工艺总称为调质。
钢在300C左右回火时，常使其脆性增大，这种现象称为第一类回火脆性。
一般不应在这个温度区间回火。
某些中碳合金结构钢在高温回火后，如果缓慢冷至室温，也易于变脆。
这种现象称为第二类回火脆性。
在钢中加入钳，或回火时在油或水中冷却，都可以防止第二类回火脆性。
将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度，便可以消除这种脆性。
脆性转变温度及回火脆性
脆性转变温度及回火脆性一般钢材随着温度的降低，冲击韧性（冲击功）降低，当降至某一温度时，冲击韧性（冲击功）急剧下降，钢材由韧性断裂变为脆性断裂，这种转变称为冷脆转变，转变的温度就称为冷脆温度，也即是脆性转变温度。
影响脆性转变温度的因素很多，有材料本身的因素，如晶体结构及强度等级、合金元素及夹杂物、晶粒大小等，有外部因素，如形变速度、应力状态、试样尺寸等。
(一)第一类回火脆性1.第一类回火脆性的主要特征及影响因素在200～350℃之间回火时出现的第一类回火脆性又称低温回火脆性。
如在出现第一类回火脆性后再加热到更高温度回火，可以将脆性消除，使冲击韧性重新升高。
此时若再在200～350℃温度范围内回火将不再会产生这种脆性。
由此可见，第一类回火脆性是不可逆的，故又可称之为不可逆回火脆性。
几乎所有的钢均存在第一类回火脆性。
如含碳不同的Cr-Mn钢回火后的冲击韧性均在350℃出现一低谷。
第一类回火脆性不仅降低室温冲击韧性，而且还使冷脆转变温度50％FATTe（钢料的冲击韧性）随测试温度的下降而出现显著下降时所对应的温度，即使钢料由韧性状态转变为脆性状态的温度称为冷脆转变温度，用50％FATT(℃）表示，详见金属力学性能]升高，断裂韧性Kle下降。
如Fe-0.28 C-0.6 4Mn-4.82Mo钢经225℃回火后Kle为117.4MN／m，而经300℃回火后由于出现了第一类回火脆性，使KIe降至73.5MN／m。
出现第一类回火脆性时大多为沿晶断裂，但也有少数为穿晶解理断裂。
影响笫一类回火脆性的因素主要是化学成分。
可以将钢中元素按其作用分为三类。
1)有害杂质元素，其中包括S、P、As、Sn、Sb、Cu、N、H、O等。
钢中存在这些元素时均将导致出现第一类回火脆性。
不含这些杂质元素的高纯钢没有或能减轻第一类回火脆。
2)促进第一类回火脆性的元素。
属于这一类的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、V 等。
这一类合金元素的存在能促进第一类回火脆性的发展。
第一二类回火脆性
第一类回火脆性又称不可逆回火脆性，低温回火脆性，主要发生在回火温度为250～400℃。
特征（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。
产生的原因三种观点：（1）残余A转变理论2）碳化物析出理论（3）杂质偏聚理论防止方法：无法消除,不在这个温度范围内回火，没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素（1）降低钢中杂质元素的含量；（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；（3）加入Mo、W等可以减轻；（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。
第二类回火脆性又称可逆回火脆性，高温回火脆性。
发生的温度在400～650℃。
特征：（1）具有可逆性；（2）与回火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。
（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向大；（4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关；（5）断口为沿晶脆性断口。
影响第二类回火脆性的因素：（1）化学成分（2）A晶粒大小（3）热处理后的硬度产生的机理：（1）出现回火脆性时，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，都集中在2~3个原子厚度的晶界上，回火脆性随杂质元素的增多而增大。
Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。
（2）淬火未回火或回火未经脆化处理的，均未发现合金元素及杂质元素的偏聚现象。
（3）合金元素Mo能抑制杂质元素向A晶界的偏聚，而且自身也不偏聚。
以上说明：Sb、Sn、P等杂质元素向原A晶界偏聚是产生第二类回火脆性的主要原因，而Ni、Cr不仅促进杂质元素的偏聚，且本身也偏聚，从而降低了晶界的断裂强度，产生回火脆性。
防止方法：（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；（4）采用亚温淬火（A1~A3）：细化晶粒，减少偏聚。
加热后为A+F（F为细条状），杂质会在F中富集，且F溶解杂质元素的能力较大，可抑制杂质元素向A晶界偏聚。
钢的回火及分类
钢的回火回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
回火一般紧接着淬火进行，其目的是：(a)消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂；(b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；(c)稳定组织与尺寸，保证精度；(d)改善和提高加工性能。
因此，回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。
按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
(1)低温回火工件在250℃以下进行的回火。
目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。
力学性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。
应用范围：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
(2)中温回火工件在250～500 ℃之间进行的回火。
目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。
??预先热处理回火后得到回火托氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。
力学性能：35～50HRC，较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。
应用范围：弹簧、锻模、冲击工具等。
(3)高温回火工件在500℃以上进行的回火。
目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。
回火后得到回火索氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物（包括渗碳体）的复相组织。
力学性能：200～350HBS，较好的综合力学性能。
应用范围：广泛用于各种较重要的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。
工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。
调质不仅作最终热处理，也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。
45钢正火和调质后性能比较见下表所示。
45钢(φ20mm～φ40mm)正火和调质后性能比较热处理方法力学性能力学性能力学性能力学性能组织ζb/Mpaδ×100Ak/JHBS正火700～80015～2040～64163～220索氏体+铁素体调质750～85020～2564～96210～250回火索氏体（由于百度的表格功能太差，所以这里不够美观）钢淬火后在300℃左右回火时，易产生不可逆回火脆性，为避免它，一般不在250～350℃范围内回火。
回火脆性
杂质元素：S、P、As、Sn、Sb、B
促进二类回火脆性元素：Ni、Cr、Mn、Si、C
(以上二类元素必须同时存在时才会产生)
抑制二类回火脆性元素：Mo、V、W、Ti
热处理工艺参数：与回火温度、时间、冷却速度密切相关，缓冷使脆性增加
组织因素：M回火脆性最严重，B次之，P最弱
晶粒愈细，回火脆性愈轻
化学成份：
有害杂质元素：包括S、P、As、Sn、Sb、Cu、N、H、O
促进回火脆性元素：Mn、Si、Cr、Ni
减弱回火脆性元素：Mo、W、Ti、Al
奥氏体晶粒大小：愈小，回火脆性愈弱
1．残余A的转变
2．碳化物薄壳理论–沿晶界形成
3．晶界偏聚理论
1．降低杂质元素含量
2．用Al脱氧或加入Nb、V、Ti，细化奥氏体晶粒
1．析出理论、偏聚理论－杂质原子偏聚于晶界引起脆性
2．与碳化物、氧化物、磷化物等脆性相沿晶界析出及杂质元素的晶界偏聚有关
1．降低钢中杂质元素
2．加入能细化A晶粒元素，如Nb、V、Ti
3．加入适量抑制二类回火脆性的元素：Mo、W
4．避开在450~650°C范围回火，650°C以上回火要快冷。
回火脆性
回火脆性：随回火温度升高，一般是钢的强度、硬度降低，塑性升高，但冲击韧性不一定总是随回火温度升高而升高，有些钢在某些温度回火时，韧性反而显著下降的现象。
特点影响因素形Fra bibliotek机理防止方法
第一类回火脆性（200~350°C）
几乎所有的钢均有第一类回火脆性
再加热到更高温度时脆性可消失，若再在200~350°C回火将不再出现－称为不可逆回火脆性
3．加入减轻回火脆性元素（Mo、W)
4．用等温淬火代替淬火＋低温回火
回火的脆性机理与避免方法
回火脆性的机理与避免方法二、低温回火脆性1. 低温回火脆性的机理低温回火脆性几乎在所有的工业用钢中都会出现。
低温回火脆性产生的机理： 一般认为，低温回火脆性是由于马氏体分解时沿马氏体条或 片的界面析出断续的薄壳状碳化物，降低了晶界的断裂强度，使之成为裂纹扩展的路径，因而导致脆性断裂。
如果提高回火温度，由于析出的碳化物聚集和球化，改善了脆化界面状况而使钢的韧性又重新恢复或提高。
另外也有认为低温回火脆性是韧性相残余奥氏体的转变所 引起的。
钢中含有合金元素一般不能抑制低温回火脆性，但Si 、Cr 、Mn 等元素可使脆化温度推向更高温度。
例如，3 S =1.0%~1.5%的钢，产生脆化的温度为 300~320C;而3 S i=1.0%~1.5%、 3C r =1.5%~2.0%的钢，脆化温度可达 350~370C 。
2. 低温回火脆性防止措施到目前为止还没有一种有效地消除低温回火脆性的热处理或合金化方法。
一些产生机理，可以采取以下措施来防止或减轻低温回火脆性：(1) 降低钢中杂质元素的含量；(2) 用Al 脱氧或加入Nb V 、Ti 等合金元素细化奥氏体晶粒； (3) 加入Mo W 等可以减轻第一类回火脆性的合金元素；摘要：金属脆性断裂过程中，承受的工程应力通常不超过材料的屈服强度，甚至低于 按宏观强度理论确定的许用应力。
由于脆性断裂前既无宏观塑性变形， 又无其他预兆，并且一旦开裂后，裂纹扩展迅速，造成整体断裂或很大的裂口，有时还产生很多碎片， 容易导致严重事故。
脆性断裂通常发生于塑性和韧性差的金属或合金中。
本文将从淬火钢回火过程中产生的回火脆性这方面探讨， 而进一步提高钢的冲击韧性进行讨论。
关键词：回火脆性 冲击韧性—、基本概念冲击韧性是指金属抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力，要指标。
舞…T-1' ™ ' ■■ ■ ■ ■' -----9。
・ r n ■-占.■，工3心 二“壬二-, : J ■■■■■■■■ J L J - !\ J J Jb J臥卩:聾迂三就如何防止出现回火脆性， 从 是金属材料力学性能的一个重淬火钢回火时的冲击韧性并不总是随回火 温度的升高单调增大，有些钢在一定的温度范围 内回火时，其冲击韧性显著下降，这种脆化现象 叫做钢的回火脆性。
抑制第一类回火脆性的方法
抑制第一类回火脆性的方法 对于有回火脆性的钢,一般采用低温回火(200～250℃)或高温回火(550～600℃)来避开脆性温度区,但往往不能保证强度和塑性的最佳的综合性能。
钢的回火脆性通常解释为在钢的晶粒边界和碳化物2基体的相间界富集了C、N等杂质元素所致,目前还没有一种热处理方法来有效的抑制回火脆性。
按照Гриффитса公式,钢的临界脆断应力Ρp(亦称显微碎裂应力强度R M C)是亚显微裂纹长度C的函数:Ρp=R M C=(4ΧE ΠC)∀ 亚显微裂纹长度C由铁素体晶粒大小或碳化物颗粒大小来确定,并且是钢产生脆性断裂的原因。
在研究铬钢脆断时表明,在富集磷的晶界部位表面能局部充分降低时,在临界的碎裂性亚显微裂纹形成后,组织参数的作用极为重要,它可以使晶粒内的碳化物(C=2d K,这里d K——碳化物直径)转移为晶界碳化物(C=d K)。
随着C值减小,其表面能降低二分之一以上。
由于R M C值低于期望值,缺口部位的应力集中会促使冲击韧性明显降低,并在冲击试验时屈服极限提高。
这意味着回火脆性的发展不但与晶界的杂质浓度有关,而且与晶界形成的碳化物相的尺寸和形态关系极大。
乌克兰共和国科学院冶金研究所研究了不同回火规范对30ХГСА钢(C0.31%,Si1.03%,M n0.93%,P0.016%,S0.009%,C r0.92%)回火脆性的影响。
试样尺寸为 2.8mm×120mm,试样在960℃均匀化1h,油淬。
随后在氩保护气氛炉内回火并在电接触加热设备中按如下规范进行快速回火:以100℃ s速度加热到650℃和500℃,随后在水中冷却。
试样的拉伸试验在装有温度可达-196℃的辅加装置的Y MM-5型拉伸试验机上进行。
按如下公式计算R M C值:R M C=S K1+2.2×10-2Ω 这里S K——断裂应力,Ω为10%～40%显微组织用箔片在JE M-200CX透射电子显微镜上进行研究,断口用JM-840型扫描电子显微镜进行研究。
热处理习题及答案(吴超版)
金属热处理原理及工艺复习题一、金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变阻力？哪些构成相变驱动力？1．相变特征：（1）新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊），按结构特点可分为三种：共格界面、半共格界面、非共格界面。
（2）新相晶核与母相间有一定的位向关系、存在惯习面（3）产生应变能，相变阻力大（4）易出现过渡相：在有些情况下，固态相变不能直接形成自由能最低的稳定相，而是经过一系列的中间阶段，先形成一系列自由能较低的过渡相（又称中间亚稳相），然后在条件允许时才形成自由能最低的稳定相．相变过程可以写成：母相―→较不稳定过渡相―→较稳定过渡相―→稳定（5）母相晶体缺陷的促进作用：固态相变时，母相中晶体缺陷起促进作用。
新相优先在晶体缺陷处形核。
（6）原子的扩散速度对固态相变有显著的影响。
固态相变必须通过某些组元的扩散才能进行，扩散成为相变的主要控制因素。
2．相变阻力：相界面的存在，产生应变能，原子的扩散3．相变驱动力：存在位相关系和惯习面，过渡相的形成，晶体缺陷二、奥氏体晶核优先在什么地方形成？为什么？奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体的两相界面上形成，原因是：(1)两相界面处碳原子的浓度差较大，有利于获得奥氏体晶核形成所需的碳浓度；(2)两相界面处原子排列不规则，铁原子可通过短程扩散由母相点阵向新相点阵转移，形核所需结构起伏小(3)两相界面处杂质和晶体缺陷多，畸变能高，新相形核可能消除部分缺陷使系统自由能降低，新相形成的应变能也容易释放；三、简述珠光体转变为奥氏体的基本过程。
奥氏体转变（由α到γ的点阵重构、渗碳体的溶解、以及C在奥氏体中的扩散重新分布的过程）：奥氏体形核→奥氏体晶核向α和Fe3C两个方向长大→剩余碳化物溶解→奥氏体均匀化四、什么是奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度，说明晶粒大小对钢的性能的影响。
本质晶粒度：根据标准试验方法，在930＋ 10℃保温足够时间（3～8小时）后测得的奥氏体晶粒大小。
钢的回火
北京理工大学材料学院苏铁健钢在淬火后为何要及时回火？1. 回火定义与目的定义：将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。
目的：l降低脆性，减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。
l稳定组织。
淬火得到的马氏体和残余奥氏体都是不稳定组织，有自发向铁素体+渗碳体转变的倾向。
回火可使其转变为平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。
l获得所需力学性能。
淬火组织一般硬度高、脆性大，通过适当回火可调整硬度和韧性。
为什么没有250~350℃之间的回火？2. 回火的分类回火的分类（根据温度范围）：低温回火： 150-250℃中温回火： 350-500℃高温回火： 500-650℃3. 低温回火：组织变化（回火马氏体）回火马氏体金相照片马氏体分解，析出亚稳ε-碳化物并以细片状分布在马氏体基体上，称为回火马氏体（M 回）。
在光学显微镜下M 回为黑色（黑针），A'为白色，如图所示。
由于马氏体分解，减轻了对残余奥氏体的压力，因而残余奥氏体也分解为ε-碳化物+过饱和铁素体（M 回）。
(1) 回火马氏体与马氏体有何不同？(2) 下图哪些区域是回火马氏体，哪些区域是残余奥氏体？3. 低温回火：性能变化与用途l保留淬火后的高硬度（一般为58~64HRC）、高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性。
l主要用于处理各种工具、模具、轴承及经渗碳和表面淬火的工件。
3. 中温回火：组织变化（回火托氏体）马氏体分解为铁素体与渗碳体，在保持马氏体形态（板条状或针片状）的铁素体基体上分布着细粒状Fe3C（渗碳体）组织，称为回火托氏体，用T回表示，如图所示。
回火托氏体与等温转变获得的托氏体组织有何不同？（获得途径及形态分布）回火托氏体金相照片3. 中温回火：性能变化与用途l回火托氏体组织具有较高的弹性极限和屈服极限，并具有一定的韧性，硬度一般为35~45HRC。
l主要用于各类弹簧的处理。
3. 高温回火：组织变化（回火索氏体）回火马氏体金相照片Fe 3C 发生聚集长大，铁素体发生多边形化，由针片状转变为多边形。
钢之回火处理淬火处理
⑴调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650℃之间进行回火。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。
⑵时效处理：为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化，常在低温回火后（低温回火温度150-250℃）精加工前，把工件重新加热到100-150℃，保持5-20小时，这种为稳定精密制件质量的处理，称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理，以消除残余应力，稳定钢材组织和尺寸，尤为重要。
回火脆性处理
回火处理要避开几个会產生回火脆性的温度范围，这些脆化温度范围视钢材种类而有所不同，包括：
（1）270℃至350℃脆化（又称低温回火脆性或A脆性），大多数的碳钢及低合金钢，都在此温度范围内发生脆化现象；
（2）400℃至550℃脆化，通常构造用合金钢在此温度范围内会產生脆化现象；
3． 稳定工件尺寸
4． 对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。
回火的种类及应用
根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：
（一）低温回火（150－250度）
低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。
所谓回火处理是指将经过淬火硬化或正常化处理之钢材在浸置於一低於临界温度一段时间后，以一定的速率冷却下来，以增加材料之韧性的一种处理。从冶金原理，我们知道将经过淬火及正常化处理在放回中温浸置(时效)一段时间，可促使一部分之碳化物析出，同时有可消除一部分因急速冷却所造成之残留应力，因此可提高材料之韧性与柔性。显然回火处理之效果决定於回火温度、时间即在冷却速率等因素。
钢的回火脆性及其影响因素
② 热处理工艺参数的影响
第二类回火脆性与回火温度和时间密切相关： a) 温度一定时，随回火时间延长，脆化程度 增大。 b) 在550℃以下，回火温度愈低，脆化速度就愈慢，但能达到的脆化程度也 愈大； c) 在550℃以上，随回火温度升高，脆化速度减慢，能达到的脆化程度下降。
b) 第二类回火脆性是可逆性的。
将已经处于脆化状态的试样重新回火加热并快速冷却至室温，则可消 除脆化，回复到韧化状态，使冲击韧性提高。相反，对处于韧化状态的 试样，再经脆化处理，又会变成脆化状态，使冲击韧性降低。所以也称 第二类回火脆性为“可逆回火脆性”。
c) 处于第二类回火脆性状态的钢，其断口呈晶间断裂。这表明第二类 回火脆性与原奥氏体晶界存在某些杂质元素有密切关系。
b) 第一类回火脆性与回火后冷却速度无关，即在产生回火脆性的温度 保温后，不论随后是快冷还是慢冷，钢件都会产生脆化。
c) 产生第一类回火脆性的工件，其断口大多为晶间（沿晶界）断裂， 而在非脆化温度回火的工件一般为穿晶（沿晶粒内部）断裂。
（2）第一类回火脆性的影响因素
主要是化学成分的影响。可以将钢中元素按其作用分为三类： ① 有害杂质元素，如S、P、As、Sb、Cu、N、H、O等。钢中存 在这些元素时均将导致出现第一类回火脆性。 ② 促进第一类回火脆性的元素，如Mn、Si、Cr、Ni、V等。这些类 合金元素能促进第一类回火脆性的发展，还有可能将第一类回火脆 性推向较高的温度。
第二类回火脆性还与奥氏体晶粒度有关，奥氏体晶粒粗大，则回火脆 性敏感性增大。
(3) 第二类回火脆性的形成机制
根据上述特征来看，第二类回火脆性的脆化过程必然是一个受扩散控制、 发生于晶界、能使晶界弱化、与马氏体及残余奥氏体无直接关系的可逆过 程。
加氢反应器用钢及其焊缝的回火脆性
空 冷
分 有关 。
（ ） 、 ｎ Ｓ 、 等 杂质元 素 １ Ｐ Ｓ 、 ｂ Ａｓ
众 所周 知 ， 、ｎＳ Ｐ Ｓ 、ｂ和 Ａｓ 是杂 质元 素 ， 通 过对 炼钢 原 但 料进行 管理可 以使 Ｓ 、ｂ Ａ 的含 量 尽量 少 ， ｎＳ 、 ｓ 因此 杂质 元 素 中带来 实质 问题 的是 磷 。 沈冬 冬 ”利用 Ａ Ｓ俄歇 能谱仪对 经过 ９０ Ｅ ８ ℃淬火 、 同 不
理后， 焊接 热影 响区 中的粗 晶粒 区 ， 有时会 产 生 严重 的脆性 ，
２ 加氢反应 器用钢及焊缝 的回火脆性
２ １ Ｃ＿ ． ｒＭｏ钢的 回火脆 性
Ｃ — 钢 的 回火 脆性被 认为 是其 重要 的材质 特 性之 ～ ， ｒ Ｍｏ 人 们很早 之前就 对 其 进行 了研 究 ， 是 对 于 它 的 机制 ， 今 但 至
总时 间：３ ｈ ２３
张幼 德［］ 过建立 加氢 反应器 用钢 的步冷试 验前 后 ５Ｊ Ｊ通 ４ 转 变 温 度 图 ， ２ ２Ｃ一Ｍｏ ２ ２Ｃ＿Ｍｏ ． ５ 和 ３ ｒ 对 ．５ｒ １ 、． ５ ｒ １ 一 ２Ｖ ０ Ｃ一 １ 一．５ 的回火脆 化倾 向进 行对 比 ， 果 发 现 ， 严 格 控 Ｍｏ０ ２Ｖ 结 在
加 氢反 应 器 用钢及 其焊 缝 的 回火脆性 ／ 冬梅 等 马
・５ ３ ・ ｌ
加氢 反 应 器 用钢 及 其 焊缝 的 回火 脆 性
马冬 梅 ， 荣禄 孙
（ 天津工业大学机械 电子学 院 ， 天津 ３ ０ ６ ） ０ １０
摘要 加 氢反应 器是 炼油工业 中的核 心设 备 。Ｃ － ｒＭｏ钢 因其 良好 的 力学性 能而被 广泛 应用 于反 应 器的制造 。
．
名词解释
1、加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。
2、固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。
3、变形强化：即利用加工硬化有利的一面：经过一定塑性变形来增加金属的强度、硬度的方法。
4.淬透性：奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，其大小用钢在一定条件下淬火获得的有效淬硬层深度表示。
（淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区(50%M + 50%P)的深度。
）5、淬硬性：指正常淬火情况下获得马氏体组织所能达到的最高硬度6.热硬性：又叫红硬性，钢在高温下保持高硬度的能力。
7、奥氏体（A ）：奥氏体是碳在中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。
因其晶格间隙尺寸较大，故碳在中的溶解度较大。
有很好的塑性。
8、渗碳体（Fe 3C ）：铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。
渗碳体具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。
在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。
在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。
9、珠光体（P ）：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
铁素体和渗碳体呈层片状。
珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。
10.马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和固溶体。
11.莱氏体（Ld ）：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。
由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。
12共析反应：(共析转变)由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。
13、共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
14、同素异构转变：由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。
15、自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶Fe -γFe -γ核心。
16、纤维组织：经过一定塑性变形后，金属组织（特别是晶界上存在的杂质）沿变形方向的流线分布叫纤维组织。
工程材料习题和考点第三章
单选题（本大题共43小题，每小题1分，共43分）1. 钢的低温回火的温度为（）。
A.550℃B.450℃C.350℃D.250℃本题答案：D2. 可逆回火脆性的温度范围是（）。
A.150℃～200℃B.250℃～400℃C.400℃～500℃D.500℃～650℃本题答案：D3. 不可逆回火脆性的温度范围是（）。
A.150℃～200℃B.250℃～400℃C.400℃～550℃D.550℃～650℃本题答案：B4. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。
A.均匀的基体组织B.奥氏体组织C.均匀的珠光体组织D.均匀的马氏体组织本题答案：B单选题（本大题共43小题，每小题1分，共43分）1. 钢的高温回火的温度为（）。
A.500℃B.450℃C.400℃D.350℃本题答案：A2. 碳钢的中温回火的温度为（）。
A.400℃B.300℃C.250℃D.200℃本题答案：A3. 碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。
A.随炉冷却B.在风中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却本题答案：D4. 正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。
A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却本题答案：C单选题（本大题共43小题，每小题1分，共43分）1. 完全退火主要用于（）。
A.亚共析钢B.共析钢C.过共析钢D.所有钢种本题答案：A2. 共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（）。
A.PB.SC.BD.M本题答案：C3. 退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。
A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却本题答案：A4. 钢的本质晶粒度是指（）。
A.钢在加热过程中刚完成奥氏体转变时的奥氏体晶粒大小B.钢在各种具体热加工后的奥氏体晶粒大小C.钢在规定加热条件下奥氏体晶粒长大倾向性的高低D.钢在供应状态下的晶粒大小本题答案：C单选题（本大题共43小题，每小题1分，共43分）1. T8钢加热为奥氏体后，在580℃等温转变完成后的组织为（）。
有关铸钢件热处理过程中回火的几个问题
有关铸钢件热处理过程中回火的几个问题中国铸造协会李传栻除少量耐热钢铸件可以铸态交付使用外，绝大部分铸钢件都需要热处理。
碳钢铸件，大都经退火或正火处理。
各种低合金钢铸件，为了充分利用合金元素的功能，大都经淬火、回火处理。
结构用低合金钢铸件，经淬火、高温回火后，材质可以获得强度与塑性、韧性最佳的配合。
这种热处理方式通常称之为调质处理。
耐磨用铸钢件，经淬火和低温回火后，材质具有相当高的硬度和耐磨性，并保持一定的韧性。
随着工业的进步和科学技术的发展，各种低合金钢的应用增长很快。
在铸钢生产中，目前，各种低合金钢铸件的产量已在总产量中占有绝大多数的份额。
各种低合金钢铸件的热处理过程中，回火通常被视为一项辅助工序，大家在工作繁忙之际往往未能给予应有的重视。
回火，看似简单，其中却蕴含着很多问题，而且对铸钢件的使用性能有非常重要的影响。
就我所知，生产中由此而致材质力学性能不太好的情况时有发生。
钢经淬火处理后，可以具有高硬度和高强度，但是，经淬火的钢，组织为马氏体，存在位错、层错、孪晶等晶体缺陷。
在碳及合金元素含量较高的情况下，淬火后还存在较多的残留奥氏体。
这种亚稳定的组织，导致钢的塑性、韧性低，铸件的内应力大，产生脆性断裂的倾向较大。
因此，铸钢件淬火后必须及时予以妥善的回火处理，以消除内应力，从而获得稳定的组织、保证材质具有要求的力学性能。
热处理属于另一个专业，不少中、小型铸钢企业往往缺少热处理专业的技术人员，回火又是一项简单的辅助工序，因而，企业往往对此缺乏应有的了解。
有鉴于此，我想在这里谈谈低合金钢铸件淬火后回火的问题。
在这里，只讨论低合金钢的回火问题，不涉及各种高合金钢的热处理。
为了了解回火过程中的组织转变，还要简单地提到马氏体组织的一些特点。
一、淬火钢中马氏体组织的一些特点钢经淬火后组织转变为马氏体，可以使其具有很高的硬度和强度。
淬火是使钢强化的重要措施。
钢经奥氏体化后，使其转变为马氏体需要两个条件：一是冷却速率高，抑制其发生扩散性的转变；再就是快速冷却到马氏体开始转变温度Ms以下。