第七章 钢的回火转变.

在回火过程中随回火温度的升高钢抵抗硬度下降的能力
相同温度回火，硬度下降少的称为回火抗力好。 1.合金元素对低温（250℃）回火组织变化的影响 低碳钢：对碳的偏聚状态影响不大 中高碳钢—析出过渡碳化物（-碳化物），除Si外， 合金元素对-碳化物的析出无影响 合金元素对低、中、高碳钢低温回火后的强硬度影
位置：①位错线附近的间隙位置；②在孪晶面形成富C聚集区域。
1.低碳M：高密度位错 室温附近C、N原子有一定扩散能力
2.片状M：孪晶
C在一定晶面聚集 （100） 强度、硬度
二、马氏体分解/过渡碳化物的析出—回火第一阶段（100~200℃） 回火温度、回火时间富C区的碳原子有序化析出碳化物 高C马氏体：M内过饱和碳原子脱溶析出-碳化物 密排六方 Fe2.4C 与母相共格 低碳钢不大可能沉淀-碳化物–时效阶段末期M仍具有体心正方性 -碳化物 Fe2C 回火马氏体：高碳钢在此温度范围回火时，M分解后形成的低碳相和弥散 /-碳化物组成的复相组织。
2）非碳化物形成元素的加入—Si 固溶于-碳化物，不溶于Fe3C 强烈阻碍
Fe3C聚集长大 原因：Fe3C长大—排Si--Fe3C 周围形成高硅墙—阻碍 C原子向Fe3C 内扩散 Fe3C颗粒的长大取决于Si的扩散 (思考)相同温度下回火，含碳量相同的合金钢的 硬度大于碳钢的硬度？
4.合金元素对钢回火时回复和再结晶的影响
响较弱，主要取决于含碳量
Si—可有效提高钢回火抗力 原因：硅能溶解到-碳化物中，增加了它的稳定性，
使其保持到更高温度才溶解--推迟了渗碳体的析出
过程，因而只有在更高的回火温度才开始软化。
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 稳定化—回火时二次淬火的Ms’Ms 产生的二次M的量较少 二次淬火M 脆性--必须再进行回火 3.合金元素对碳化物聚集长大的影响 合金碳化物的聚集长大：小颗粒碳化物的溶解，碳和合金元素扩散到大颗粒 碳化物中去的方式进行 随T--碳化物中的合金元素浓度变化 碳化物形成元素从Fcem 非碳化物形成元素从cem中扩散出来 1）碳化物形成元素的加入—阻碍Fe3C的聚集长大 ①合金渗碳体稳定，减慢溶解； ②与碳亲和力强—C在相中的扩散激活能--阻碍C扩散
第七章 回火转变与钢的回火
概述
1.定义：将淬火后的钢在A1以下温度加热、保温并以适当速度冷却。 低温（150~250℃）、中温（350~500℃）、高温（500℃） 2.基本目的 ①提高淬火钢的塑韧性，降低脆性；②降低或消除淬火引起的残余内应力；
3.研究内容
①淬火钢在回火过程中的变化规律及影响因素； ②回火参数对组织和性能的影响； ③研制新合金
3）下贝氏体中碳化物的分布与高碳钢回火马氏体中碳化物的分布明显不
同，前者沿着与贝氏体长轴呈50~60倾斜的直线规律排列，与相间析出相 似，而后者在相中均匀分布；
4）在高碳钢中回火马氏体的韧性低于同强度下贝氏体的韧性。
§7-2 合金元素对回火转变的影响
影响：①延缓钢的软化，提高钢的回火抗力；②引起二次硬化现象； ③影响钢的回火脆性。 一、提高钢的回火抗力（回火稳定性）
三、残余奥氏体的分解—回火第二阶段（200~300℃） 分解产物：-碳化物（Fe3C）+F 粒状—对韧性有害 四、碳化物析出与转变—回火第三阶段（200~400℃） /-碳化物-碳化物-碳化物 Fe5C2 单斜晶系 /-碳化物与-碳化物的惯习面不同 -碳化物不是由/-碳化物转变而来 单独形核并长大 离位析出 -碳化物 {112} 从-碳化物直接转变而来—就地形核（原位析出） {110} 重新形核长大 变化趋势：由具有一定饱和度的相与其有共格联系的-碳化物的混合组织， 转变为相与其无共格联系的-碳化物的混合组织。 转变后的组织—回火屈氏体 注：①在碳浓度＜0.4%的马氏体回火时， 不形成-碳化物； ②在碳浓度＜0.2%的马氏体回火时， 不析出-碳化物，而是直接形成-碳 化物。
五、α相状态变化及碳化物聚集长大—回火第四阶段（400℃） 驱动力—表面能的减小 胶态平衡理论 高温长时回火：组织为等轴铁素体基体中分布的较粗的球状碳化物 回复：①低碳条状M—内部位错胞、位错线逐渐消失—位错密度，剩下的 位错—位错网络--相晶粒被分割成许多亚晶粒—回复后仍保持条状； ②孪晶M：位错胞和位错线将取代孪晶，后面的过程同板条M 等轴F的形成 ①再结晶；②晶粒长大的结果 淬火内应力的消除—第一、第二、第三类内应力
高碳钢中回火马氏体与下贝氏体的区别
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 存在，但没有孪晶结构存在；
Co、Cr、Mo、W、V--铁再结晶温度 Si延缓中碳钢回火时回复（位错密度）和再结晶 过程（相晶粒长大）
总结：①30Байду номын сангаас℃ 除硅外所有合金元素对钢的回火
稳定性影响不大，； ②300℃ 所有合金元素特别是碳化物形成元素，能
强烈阻碍碳化物的聚集长大以及延缓钢的回复和再结
晶—回火抗力 二、合金元素对cem类型变化的影响及二次硬化现象 强碳化物形成元素：Cr、Mo、W、V、Ti、Nb 500℃ 碳化物类型变化：渗碳体特殊合金碳化物（极细小弥散） 形成途径：①原位析出；②离位析出 特殊合金碳化物与母相共格—回火钢硬度
§7-1 淬火碳钢回火时的组织变化
淬火后为什么及时回火？
淬火组织的高度不稳定性：①马氏体中的碳是过饱和的；②马氏体有很高 的应变能和界面能；③与马氏体并存的还有一定量的AR 转变驱动力—M和AR的不稳定状态与平衡状态的自由能差 动力学条件—原子活动能力回火加热 一、马氏体中碳原子的偏聚—时效阶段（100℃以下） 碳原子的偏聚和聚集