钢的回火工艺基本知识PPT讲稿
合集下载
钢的淬火与回火PPT课件
亚共析钢: Ac3+30-50 ºC 过共析钢: Ac1+30-50 ºC (Acm)
.
3
亚共析碳钢为什么要加热到Ac3以上完全Ａ化 后淬火呢？
若加热温度选在Ac1～Ac3之间，组织中有 一部分铁素体存在，在随后的淬火冷却中，由于 铁素体不发生变化而保留下来，它的存在是钢的 淬火组织中存在软点，降低了淬火钢的硬度，同 时它的存在还会影响钢的均匀性，影响机械性能， 加热Ac3以上太高也不行，钢的氧化脱碳严重， 另一方面Ａ晶粒粗大，淬火后Ｍ粗大，钢的性能 变坏。
1.0～1.2 1.2～1.5
1.2～1.5 1.5～1.8
1100～ 1300℃
高温盐炉 中加热
.
.
高合金钢 . 0.35～0.40 0.3～0.35
.
.
.
9
有效厚度的确定
.
10
3.3 加热介质
空气、盐浴、可控气氛、真空等气氛条件
造成氧化与脱碳 氧化 （T>570ºC): O2 +2Fe → 2FeO
④ 新淬火介质（表8-ห้องสมุดไป่ตู้) Page 180 水基；油基 光亮处理 （表8-3）Page 178
.
22
常用的淬火冷却介质
最大冷却速度时 平均冷却速度/(℃•s-1)
名称
所在温 冷却速度 650～550 300～200
度/ ℃ /( ℃ • s-1) ℃
℃
20℃静止水
340
775
135
450
40℃静止水
1 概念：指钢材被淬透的能力，或者说钢的 淬透性是指表征钢材淬火时获得M的能力的 特性。——用钢在一定条件下淬火获得淬透 层深度表示其大小。
.
3
亚共析碳钢为什么要加热到Ac3以上完全Ａ化 后淬火呢？
若加热温度选在Ac1～Ac3之间，组织中有 一部分铁素体存在，在随后的淬火冷却中，由于 铁素体不发生变化而保留下来，它的存在是钢的 淬火组织中存在软点，降低了淬火钢的硬度，同 时它的存在还会影响钢的均匀性，影响机械性能， 加热Ac3以上太高也不行，钢的氧化脱碳严重， 另一方面Ａ晶粒粗大，淬火后Ｍ粗大，钢的性能 变坏。
1.0～1.2 1.2～1.5
1.2～1.5 1.5～1.8
1100～ 1300℃
高温盐炉 中加热
.
.
高合金钢 . 0.35～0.40 0.3～0.35
.
.
.
9
有效厚度的确定
.
10
3.3 加热介质
空气、盐浴、可控气氛、真空等气氛条件
造成氧化与脱碳 氧化 （T>570ºC): O2 +2Fe → 2FeO
④ 新淬火介质（表8-ห้องสมุดไป่ตู้) Page 180 水基；油基 光亮处理 （表8-3）Page 178
.
22
常用的淬火冷却介质
最大冷却速度时 平均冷却速度/(℃•s-1)
名称
所在温 冷却速度 650～550 300～200
度/ ℃ /( ℃ • s-1) ℃
℃
20℃静止水
340
775
135
450
40℃静止水
1 概念：指钢材被淬透的能力，或者说钢的 淬透性是指表征钢材淬火时获得M的能力的 特性。——用钢在一定条件下淬火获得淬透 层深度表示其大小。
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
第9页/共24页
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
第7页/共24页
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
第15页/共24页
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
第16页/共24页
§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；
退火正火淬火及回火.ppt
间的比较，是通过尺寸、冷却介质相同时的淬硬层深度来 确定的。
利用淬透性可控制淬硬层深度。 对于截面承载均匀的重要件,要全部淬透。如螺栓、
连杆、模具等。对于承受弯曲、扭转的零件可不必 淬透(淬硬层深度一般为半径的1/2~1/3)，如轴类、 齿轮等。 淬硬层深度与工件尺寸有关,设计时应注意尺寸效应。
四、钢的回火
回火是指将淬火钢加热到 某温度保温适当时间后， 置于空气或水中冷却的工 艺。
螺杆表面的 淬火裂纹
1、回火的目的
⑴减少或消除淬火内应力 防止变形或开裂。
⑵获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回 火可调整硬度、韧性。
⑶对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用
规定条件下淬硬层深度来表示。
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。
淬硬性是指钢淬火后所
能达到的最高硬度，即
硬化能力.
M深量度和的硬变度化随
②淬透性与淬硬层深度的关系 同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。工件
尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。 淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同材料之
过共析钢 淬火温度: Ac1+30-50℃. 淬火使钢硬度、耐磨性下降，
脆性、变形开裂倾向增加
T12钢（含1.2%C）正常淬火组织
2、淬火介质
目前还没有找到理想的淬火介质。 常用淬火介质是水和油. 水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使
用于形状简单的碳钢件。
油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小， 使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。
从而获得下贝氏体组织的淬火方法。 经等温淬火零件具有良好的综合力学性能，淬火应力小. 适用于形状复杂及要求较高的小型件。
利用淬透性可控制淬硬层深度。 对于截面承载均匀的重要件,要全部淬透。如螺栓、
连杆、模具等。对于承受弯曲、扭转的零件可不必 淬透(淬硬层深度一般为半径的1/2~1/3)，如轴类、 齿轮等。 淬硬层深度与工件尺寸有关,设计时应注意尺寸效应。
四、钢的回火
回火是指将淬火钢加热到 某温度保温适当时间后， 置于空气或水中冷却的工 艺。
螺杆表面的 淬火裂纹
1、回火的目的
⑴减少或消除淬火内应力 防止变形或开裂。
⑵获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回 火可调整硬度、韧性。
⑶对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用
规定条件下淬硬层深度来表示。
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。
淬硬性是指钢淬火后所
能达到的最高硬度，即
硬化能力.
M深量度和的硬变度化随
②淬透性与淬硬层深度的关系 同一材料的淬硬层深度与工件尺寸、冷却介质有关。工件
尺寸小、介质冷却能力强，淬硬层深。 淬透性与工件尺寸、冷却介质无关。它只用于不同材料之
过共析钢 淬火温度: Ac1+30-50℃. 淬火使钢硬度、耐磨性下降，
脆性、变形开裂倾向增加
T12钢（含1.2%C）正常淬火组织
2、淬火介质
目前还没有找到理想的淬火介质。 常用淬火介质是水和油. 水的冷却能力强，但低温却能力太大，只使
用于形状简单的碳钢件。
油在低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小， 使用于合金钢和小尺寸的碳钢件。
从而获得下贝氏体组织的淬火方法。 经等温淬火零件具有良好的综合力学性能，淬火应力小. 适用于形状复杂及要求较高的小型件。
钢铁热处理讲座-钢之回火-
钢铁热处理讲座-钢之回火-钢铁热处理讲座,钢之回火,一、钢之回火性的操作將淬火的鋼，在A1溫度以下之適當溫度加熱後冷卻，以提高鋼之稱為回火(tempering)。
钢在任何情形下都不能单在淬火的状态下使用。
因为淬过火的钢会有残留应力产生，放置一段时后会龟裂，或使用中常会发生剥裂或变形。
必须施以回火后再使用，回火应在淬火后尽快进行处理。
要求高硬度的钢起以上回火。
180~200?的回火幾乎不影響硬度且可增加性。
码也须要在100?加热至回火温度后的冷却一般以急冷为佳，以水冷或油冷冷却之。
回火時不得不注意的是回火脆性，回火是為了使淬火鋼提高性而作的，若是變脆便違反了回火的目的。
二、回火时伴生之组织变化淬火钢之组织为麻田散体及少量残留沃斯田体，在常温是不安定组织，高硬度的麻田散体及残留沃斯田体会随着回火温度的上升逐渐分解而析出碳化物而渐渐趋于安定的平衡状态。
图1所示为将共析碳钢淬火后，回火时随着温度的上升，钢在升温过程中膨胀收缩的情形以长度的变化予以表示者，即退火或正常化状态的共析钢为波来体组织(A点)，升温后经B?C的Ac1变态点而达淬火温度之D点(沃斯田体)。
将此沃斯田体淬火于水中时会以过冷沃斯田体的状态冷却至250?附近的Ms点，然后拉上来再予以油冷时便会变态成麻田散体同时体积膨胀而达到H点，H点就是淬火的状态。
将这个状态置于回火炉加热，使温度连续上升，则固溶有过饱和碳之麻田散体便逐渐分解，而顺次产生析出而趋于平衡组织。
其间由于组织的变化体积改变而产生收缩、膨胀、收缩等现象。
由图1所示，回火过程中根据其相的变化可分为3个阶段，即一般所谓的三阶段。
回火第1阶段为80~160?之收缩，麻田散体由正方晶逐渐变化成为接近立方晶的状态，其间析出与雪明碳体不同结晶构造之中间阶段的Fe2-2.5C的碳化物(六方晶)，一般称为ε碳化物(opsilon carbide)。
这阶段的麻田散体仍固 - 115 - 溶有0.2~0.3%之碳。
钢淬火与回火知识要点幻灯片PPT
2．淬透性与淬硬性的区别 〔1〕淬透性 概念：系指淬火时获得马氏体的难易程度； 影响因素：主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关
或者说与钢的临界淬火冷却速度有关， 淬透性是钢材本身固有的一个属性。 〔2〕淬硬性 概念：是指淬成马氏体可得到的硬度， 影响因素：主要和钢中含碳量有关。 淬硬性是钢淬火后获得马氏体的最高硬度。
3、无物态变化的淬火介质： 淬火冷却主要靠对流散热。 温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。 二、淬火介质冷却特性的测定 淬火介质冷却能力最常用的表示方法是所谓的淬火烈度H。 1、概念： 规定静止水的淬火烈度H＝1，其它淬火介质的淬火烈度由与 静止水的冷却能力比较而得。 2、实质： 反映钢内部的热传导系数以及钢与介质间的给热系数的关系， 即淬火介质的冷却能力。 注意：不同淬火介质，在工件淬火过程中其冷却能力是变化的。 几种常见淬火介质的淬火烈度H，如下表所示。
5．钢的原始组织的影响
钢的原始组织中，由于珠光体氏体的均匀性，从而影响到钢的 淬透性。
碳化物愈细小，溶入奥氏体愈迅速，从而有利 于提高钢的淬透性。
第五节 确定淬火工艺标准的原那么淬火 工艺方法及应用
第三节 钢的淬透性
一.淬透性的概念及影响因素 1．概念：
钢材被淬透的能力，或者说淬火时获得马氏体 的能力。 不同的钢种，淬透性是不同的，因此工件外表到内部
的截面上淬成马氏体组织的厚度也不同； 淬成马氏体组织的厚度越大，表示该钢中的淬透性愈
高。 这种马氏体组织厚度通常称为硬化层厚度或淬透深度、
淬硬层深度等。
工件淬硬层与冷却速度的关系
3．影响钢的淬透性的因素
(1)钢的化学成分
① 过共析钢在正常淬火温度区间〔低于 Accm温度〕加热
含碳量低于1%的钢，随含碳量的升高，临 界冷速降低，淬透性提高；
钢的淬火和回火PPT教案
Upper B in Fe-0.29C-0.76Mn-0.25Si at 500OC for 9s. 400X. By Aaronson and Wells.
Upper B in Fe-0.18C at 450OC for 1s. 5000X.
Lower B: 片状铁素体+碳化物; 片状铁素体内也包含着若干更细小的亚片.碳 化物分布于F内，且与F的轴向呈55 ~60O夹角。F内无孪晶但有高密度位 错；碳化物可为CM或FexC---取决与钢的成分。
时间退火，软化，利于切削加工
1. 马氏体分解及碳化物的析出和长大 M过饱和，加热保温可能会分解，产物随温度/时间而变化
1) 碳偏聚 (自回火)： T低（RT~100OC)
板条马氏体中, 碳原子与位错结 合或碳原子沿[100]M面富集。 片状马氏体中，碳原子偏聚于孪 晶面[112]M。 淬火过程中也可能出现自回火： 出现与Ms高的钢中（如低碳钢）
Example: Isothermal quenching to a lowly alloyed-steel
Temperature
Fe-5Ni-0.5C
(1) Reheating
1100OCx15min (2) Formation of grain boundary ferrite
600OCx20min
下贝氏体的OM照片，540X
下贝氏体覆膜EM照片 4360钢，10000X
Lower B with lamellar carbide particles in Fe-1.1C at 190OC for 5 hr. 20000X
Lower B with lamellar carbide particles in Fe-0.48C-1.98Mn0.28Si at 325OC for 80s. 12000X
说课件 钢的回火PPT
调质——生产中淬火及高温回火相结合的热处理工艺。
调质件（螺杆）
调质件（冷却轮）
45钢的加工工艺路线为： 下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→装配
调质——生产中淬火+高温回火相
结合的热处理工艺。
调质目的：获得良好综合力学性能 使用状态下的组织为：S回 调质处理广泛用于重要的受力构件: 如丝杠、螺栓、连杆、齿轮、曲轴
具有高的硬度， 主要用于刀具、量具、 高的耐磨性和一 磨具等。 定的韧性
中温 回火
高温 回火
350500℃
500650℃
回火托 氏体
回火索 氏体
具有高的弹性极 主要用于弹性零件， 限、屈服点和适 例如弹簧，弹性垫圈 当的韧性及硬度 等。
用于重要的受力构件， 具有良好的综合 例如螺栓、齿轮、连 力学性能 杆、曲轴等
（2）回火时组织和性能的转变
回火马氏体
回火屈氏体
回火索氏体
钢（45钢）的回火组织
（3）回火时钢的性能转变
随着回火温度的升高 ，钢的强度、硬度下降， 而塑性、韧性提高。 回火钢的性能只与加 热温度有关，而与冷却速
度无关。
40钢的力学性能与回火温度的关系
（4）回火的分类及应用
回火 种类 低温 回火 回火 温度 150250℃ 回火组织 回火马 氏体 性能特点 应用范围
教 材分析
我校选用教材是劳动和社会保障
出版社出版的《金属材料与热处
理》第六版及与之配套的《习题 集》，该教材为全国中等职业技
术学校机械类专业通用教材。
我的说课内容就来自于该教材的 第四章第三节。
学情分析
教育的对象是技校的学生，他们活泼、好动，动手能力强，有着强烈的 好奇心，喜欢跟老师交流和沟通，从多元智能理论来看，他们属于以形象思 维为主的具有另类智力特点的青少年。从知识能力来看，他们有的基础水平 较高，学习比较容易，而有的学生基础较差，学习知识较慢。 （1）学习基础参差不齐，文化理论基础不佳，理解和接受新知识较慢。 （2）没有养成良好的自主学习的习惯和学习方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
M 用“ 回”表示。
回火马氏体：α相和弥散的ε碳化物组成的复相组织
2020/10/6
7
马氏体的分解
• 依据碳原子扩散距离的大小分为： • 二相式分解 • 连续式分解
2020/10/6
8
马氏体的二相式分解
2020/10/6
9
马氏体的连续式分解
2020/10/6
10
淬火钢在回火时的组织转变
② 残余奥氏体分解： 主要发生在200～300℃ 残余奥氏体分解为ε碳化物和过饱和α，组织仍 是回火马氏体。
这种组织称为回火索氏体，用“S回”表示。
2020/10/6
14
二、回火温度
根据工件所要求的机械性能、所用的回火 温度可分为三种：
• 低温回火：150 ºC ~250 ºC回火马氏
体
• 中温回火：350 ºC ~500 ºC回火屈氏
体
• 高温回火：500 ºC ~650 ºC回火索氏
体
2020/10/6
性和韧性硬度为35--45HRC 主要用于弹簧零件及热锻模具的处理
2020/10/6
17
3、高温回火
高温回火（500～650℃） 组织为回火索氏体，具有良好的综合机械性
能。 习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称
作调质处理，简称 “调质”。 调质广泛用于处理重要的结构零件，如螺栓、
轴、齿轮等。
2020/10/6
回火温度如进一步提高，薄片状碳化物将聚集长 大和球化，将导致脆性降低，冲击韧性升高。
2020/10/6
27
第一类回火脆性产生的原因
（3）杂质偏聚理论
S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回 火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂 强度，引起了第一类回火脆性。
2020/10/6
28
第一类回火脆性防止方法
性）
2020/10/6
24
1、 第一类回火脆性
温度范围
250~400℃之间，也称为低温回火脆性。
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。
2020/10/6
25
第一类回火脆性产生的原因
三种观点： （1）残余A转变理论 第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢 回火时残余A转变的温度范围相对应。
① 回火温度在200℃以下,钢的硬度不降低,对高 碳钢，甚至略有升高。 ② 回火温度在200～300℃,高碳钢的硬度再次升 高,中、低碳钢硬度缓慢降低。 ③ 回火温度300℃以上，钢的硬度呈直线下降。 ④ 回火屈氏体、回火索氏体和球状珠光体与过冷 奥氏体直接分解得到的屈氏体、索氏体和珠光体 的力学性能有显著区别。
15
1、低温回火
低温回火（150～250℃） 组织为回火马氏体（隐晶马氏体和细粒状
碳化物） 能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨
性。 用于工具、模具、轴承、 渗碳件及经表面
淬火的工件。
2020/10/6
16
2、中温回火
中温回火（350～500℃） 组织为回火索氏体 具有较高弹性、高强度和硬度、良好的塑
2020/10/6
11
淬火钢在回火时的组织转变
③ ε碳化物转变为Fe3Ｃ： 主要发生在250～400℃ 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，称为回火屈氏 体，用“T回”表示。
2020/10/6
12
淬火钢在回火时的组织转变
2020/10/6
13
淬火钢在回火时的组织转变
④ 渗碳体的聚集长大及α相再结晶 主要发生在400℃以上 形成颗粒状渗碳体，铁素体由针片状转变为多边形，
2020/10/6
26
第一类回火脆性产生的原因
（2）碳化物析出理论
钢 回 火 时 ， ε-FeXC 转 变 为 χ-Fe5C2 或 θ-Fe3C 的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，而新 形成的碳化物呈薄片状，且沿板条M的板条间、 板条束的边界或片状M的孪晶带或晶界上析出， 从而使材料的脆性增加。
钢的回火工艺基本知识课件
钢的回火
回火的概念： 将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度， 保温一定时间，使淬火组织转变为稳定的 回火组织，然后以适当的方式冷却到室温 的一种热处理工艺。
2020/10/6
2
钢在淬火后所得的组织
完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体； 不完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体+ 贝氏体+碳化物+先共析铁素体等。
（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。
2020/10/6
29
2、第二类回火脆性
温度范围 450~650℃之间，也称为高温回火脆性。
5
一、淬火钢在回火时的组织转变
马氏体中的碳的偏聚 主要发生在20～100℃ 碳原子处于扁八面体间隙 碳原子偏聚在位错线上（板条、片状马氏体）
2020/10/6
6
淬火钢在回火时的组织转变
① 马氏体分解： 主要发生在100～200℃ 马氏体中的过饱和碳原子脱溶以ε碳化物（FexＣ，x为2-3）的形 式析出， 析出的碳化物以极小片状分布在马氏体基体上，这种组织称为回火马氏体，
特征 （1）具有可逆性； （2）与回火后的冷却速度有关； （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。
这些组织在A1以下都是亚稳定组织。
发生亚稳定状态向稳定状态的过渡，最终的稳 定状态为铁素体+渗碳体。
2020/10/6
3
回火组织
• 回火马氏体 • 回火屈氏体 • 回火索氏体
2020/10/6
4
钢回火的目的
降低淬火钢的脆性 提高韧性，调整硬度 消除内应力 稳定工件的尺寸 获得所需要的力学性能
2020/10/6
2020/10/6
22
五、回火脆性
• 一般情况，淬火钢回火时冲击韧性随回火
温度升高而增大。
• 在某些温度区间回火，出现冲击韧性显著
降低的现象（回火脆性 ）。
2020/10/6
23
中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系
• 250-400oC回火（第一类或低温回火脆
性）
• 450-650oC回火（第二类或高温回火脆
18
三、回火保温时间
• 回火保温时间要保ຫໍສະໝຸດ 工件各部分温度均匀，组织转变充分进行，尽可能降低或 消除内应力，使工件回火后的性能符合 技术要求。
2020/10/6
19
四、回火后的冷却
• 空冷 • 油冷 • 水冷
2020/10/6
20
回火过程中的性能变化
2020/10/6
21
回火过程中的性能变化
总的规律是：随回火温度升高，强度、硬度下降，塑性、韧性上升。
回火马氏体：α相和弥散的ε碳化物组成的复相组织
2020/10/6
7
马氏体的分解
• 依据碳原子扩散距离的大小分为： • 二相式分解 • 连续式分解
2020/10/6
8
马氏体的二相式分解
2020/10/6
9
马氏体的连续式分解
2020/10/6
10
淬火钢在回火时的组织转变
② 残余奥氏体分解： 主要发生在200～300℃ 残余奥氏体分解为ε碳化物和过饱和α，组织仍 是回火马氏体。
这种组织称为回火索氏体，用“S回”表示。
2020/10/6
14
二、回火温度
根据工件所要求的机械性能、所用的回火 温度可分为三种：
• 低温回火：150 ºC ~250 ºC回火马氏
体
• 中温回火：350 ºC ~500 ºC回火屈氏
体
• 高温回火：500 ºC ~650 ºC回火索氏
体
2020/10/6
性和韧性硬度为35--45HRC 主要用于弹簧零件及热锻模具的处理
2020/10/6
17
3、高温回火
高温回火（500～650℃） 组织为回火索氏体，具有良好的综合机械性
能。 习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称
作调质处理，简称 “调质”。 调质广泛用于处理重要的结构零件，如螺栓、
轴、齿轮等。
2020/10/6
回火温度如进一步提高，薄片状碳化物将聚集长 大和球化，将导致脆性降低，冲击韧性升高。
2020/10/6
27
第一类回火脆性产生的原因
（3）杂质偏聚理论
S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回 火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂 强度，引起了第一类回火脆性。
2020/10/6
28
第一类回火脆性防止方法
性）
2020/10/6
24
1、 第一类回火脆性
温度范围
250~400℃之间，也称为低温回火脆性。
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。
2020/10/6
25
第一类回火脆性产生的原因
三种观点： （1）残余A转变理论 第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢 回火时残余A转变的温度范围相对应。
① 回火温度在200℃以下,钢的硬度不降低,对高 碳钢，甚至略有升高。 ② 回火温度在200～300℃,高碳钢的硬度再次升 高,中、低碳钢硬度缓慢降低。 ③ 回火温度300℃以上，钢的硬度呈直线下降。 ④ 回火屈氏体、回火索氏体和球状珠光体与过冷 奥氏体直接分解得到的屈氏体、索氏体和珠光体 的力学性能有显著区别。
15
1、低温回火
低温回火（150～250℃） 组织为回火马氏体（隐晶马氏体和细粒状
碳化物） 能降低内应力和脆性，并保持高硬度和耐磨
性。 用于工具、模具、轴承、 渗碳件及经表面
淬火的工件。
2020/10/6
16
2、中温回火
中温回火（350～500℃） 组织为回火索氏体 具有较高弹性、高强度和硬度、良好的塑
2020/10/6
11
淬火钢在回火时的组织转变
③ ε碳化物转变为Fe3Ｃ： 主要发生在250～400℃ 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，称为回火屈氏 体，用“T回”表示。
2020/10/6
12
淬火钢在回火时的组织转变
2020/10/6
13
淬火钢在回火时的组织转变
④ 渗碳体的聚集长大及α相再结晶 主要发生在400℃以上 形成颗粒状渗碳体，铁素体由针片状转变为多边形，
2020/10/6
26
第一类回火脆性产生的原因
（2）碳化物析出理论
钢 回 火 时 ， ε-FeXC 转 变 为 χ-Fe5C2 或 θ-Fe3C 的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，而新 形成的碳化物呈薄片状，且沿板条M的板条间、 板条束的边界或片状M的孪晶带或晶界上析出， 从而使材料的脆性增加。
钢的回火工艺基本知识课件
钢的回火
回火的概念： 将淬火钢加热到低于临界点A1的某一温度， 保温一定时间，使淬火组织转变为稳定的 回火组织，然后以适当的方式冷却到室温 的一种热处理工艺。
2020/10/6
2
钢在淬火后所得的组织
完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体； 不完全淬火的组织为：马氏体+残余奥氏体+ 贝氏体+碳化物+先共析铁素体等。
（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。
2020/10/6
29
2、第二类回火脆性
温度范围 450~650℃之间，也称为高温回火脆性。
5
一、淬火钢在回火时的组织转变
马氏体中的碳的偏聚 主要发生在20～100℃ 碳原子处于扁八面体间隙 碳原子偏聚在位错线上（板条、片状马氏体）
2020/10/6
6
淬火钢在回火时的组织转变
① 马氏体分解： 主要发生在100～200℃ 马氏体中的过饱和碳原子脱溶以ε碳化物（FexＣ，x为2-3）的形 式析出， 析出的碳化物以极小片状分布在马氏体基体上，这种组织称为回火马氏体，
特征 （1）具有可逆性； （2）与回火后的冷却速度有关； （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。
这些组织在A1以下都是亚稳定组织。
发生亚稳定状态向稳定状态的过渡，最终的稳 定状态为铁素体+渗碳体。
2020/10/6
3
回火组织
• 回火马氏体 • 回火屈氏体 • 回火索氏体
2020/10/6
4
钢回火的目的
降低淬火钢的脆性 提高韧性，调整硬度 消除内应力 稳定工件的尺寸 获得所需要的力学性能
2020/10/6
2020/10/6
22
五、回火脆性
• 一般情况，淬火钢回火时冲击韧性随回火
温度升高而增大。
• 在某些温度区间回火，出现冲击韧性显著
降低的现象（回火脆性 ）。
2020/10/6
23
中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系
• 250-400oC回火（第一类或低温回火脆
性）
• 450-650oC回火（第二类或高温回火脆
18
三、回火保温时间
• 回火保温时间要保ຫໍສະໝຸດ 工件各部分温度均匀，组织转变充分进行，尽可能降低或 消除内应力，使工件回火后的性能符合 技术要求。
2020/10/6
19
四、回火后的冷却
• 空冷 • 油冷 • 水冷
2020/10/6
20
回火过程中的性能变化
2020/10/6
21
回火过程中的性能变化
总的规律是：随回火温度升高，强度、硬度下降，塑性、韧性上升。