钢中的回火转变
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钢在回火时的转变与回火
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。
编辑ppt
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。
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
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
1.013
0.29
150℃
1h
2.852 2.886
1.012
0.27
175℃
1h
2.857 2.884
1.009
0.21
200℃
1h
2.859 2.878
1.006
0.14
225℃
1h
2.861 2.872
1.004
0.08
250℃
淬火钢回火时组织转变介绍
淬火钢回火时组织转变介绍淬火钢回火是一种常见的热处理工艺，通过控制加热和冷却过程中的温度和时间，可以改善淬火后的钢材组织和性能。
淬火后的钢材通常具有硬度高、脆性大等特点，回火处理可以使其获得一定的韧性和塑性，提高其综合性能。
淬火钢回火的基本原理是通过加热淬火后的钢材到一定温度，然后进行恒温保温一段时间，最后再进行冷却。
在这个过程中，钢材的组织会发生转变，主要表现为马氏体分解、析出出现和晶粒长大。
以下将详细介绍这些组织转变的过程。
淬火后的钢材主要为马氏体，而马氏体是一种脆性组织，回火时需要改变其组织形态。
在回火过程中，钢材受热到一定温度，马氏体开始分解成为一种较为稳定的组织形态，称为回火组织。
回火组织主要由贝氏体、残余奥氏体和回火渗碳体组成。
其中，贝氏体是一种具有韧性和塑性的组织，可以提高钢材的韧性。
残余奥氏体主要是未完全转变的马氏体，其含有适量的碳和合金元素，也具有一定的韧性和塑性。
回火渗碳体是在回火温度下，一部分由马氏体转变而来，富含碳元素，具有一定的韧性。
在回火过程中，马氏体析出出现也是重要的组织转变现象。
大部分马氏体靠较高的回火温度和长时间的回火使其尽量析出出现，以增加钢材的韧性。
马氏体析出的主要方式有两种：一种是基于长时间回火，由于较高温度使马氏体逐渐转变为贝氏体和残余奥氏体，从而使马氏体开始析出出现；另一种是基于高回火温度和短时间回火，使马氏体内部的残余奥氏体转变为贝氏体，从而使马氏体开始析出出现。
无论是哪种方式，都可以通过在适当的时间和温度下进行回火处理来增加马氏体的析出出现，提高钢材的韧性。
晶粒长大是淬火钢回火过程中的另一种组织转变。
在淬火过程中，钢材的晶粒会因快速冷却而变小，而小晶粒往往与碳化物结合更紧密，导致材料更加脆性。
回火时，由于较高的温度和较长的时间，晶粒开始重新长大，形成较大的晶粒。
较大的晶粒可以形成多个晶界，使得材料更加具有韧性。
总结起来，淬火钢回火时组织转变主要包括马氏体分解、马氏体析出出现和晶粒长大。
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；
钢的热处理——钢的回火转变
四 碳化物转变(250~400℃) ——转变第三阶段
（一）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-FexC更加稳定 的碳化物： 一种是c-Fe5C2——单斜晶系
一种是θ-Fe3C——正交晶系
(1)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。 (2)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)。
c
c/a
3.02 3.02 2.886 2.886 2.884 2.878 2.874
1.062 1.062 1.013 1.012 1.009 1.006 1.004
碳含量 (%) 1.4
1.2 0.29 0.27 0.21 0.14 0.08
250
1h
2.863
2.872
1.003
0.06
2. 马氏体单相分解 当温度高于150℃时，碳原子扩散能力 加大，a-Fe中不同浓度可通过长程扩散消 除，析出的碳化物粒子可从较远处得到碳 原子而长大。故在分解过程中，不再存在 两种不同碳含量的a相，碳含量和正方度不 断下降，当温度达300℃时，正方度c/a接 近 1。
淬火碳钢在不同温度回火，可得到不同的 组织： 250℃以下回火，得到α+碳化物(ε,η)， 即回火马氏体 (碳化物存在于板条或片内)， 记作M‘ ----低温回火 350~500℃回火，得到α （0.25%C）+θ 碳 化物，即回火屈氏体(细小碳化物及针状 α )， 记作T‘。----中温回火 500~650℃回火，得到平衡态等轴α+θ碳 化物，即回火索氏体(细粒碳化物及等轴 α)，记作S‘。-----高温回火
钢中的回火转变之马氏体的分解课件
马氏体是钢在冷却过程中，当温度低 于某一特定点时，奥氏体转变成的一 种晶体结构，其晶体结构与奥氏体不 同，呈现出特定的晶体学特征。
马氏体的结构特点
总结词
马氏体的结构特点是具有高密度位错和孪晶，这些结构特征使得马氏体具有较 高的硬度和强度。
详细描述
马氏体的晶体结构中，存在大量的位错和孪晶，这些结构缺陷使得马氏体具有 较高的硬度和强度。同时，马氏体的碳原子在晶体结构中以一种特殊的方式排 列，使得马氏体具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
研究背景和意义
随着工业技术的发展，对钢的性能要 求越来越高，马氏体分解的研究对于 提高钢的性能具有重要意义。
目前，关于马氏体分解的研究尚不够 深入，因此开展相关研究具有重要的 理论和实践意义。
02
马氏体的基本特性
马氏体的定义
总结词
马氏体是钢在冷却过程中形成的具有 特定晶体结构的相变产物。
详细描述
合金元素
合金元素对回火转变的影响也很大。 一些合金元素可以改变原子扩散速 度和马氏体的稳定性，从而影响回 火转变的过程和结果。
04
马氏体的分解过程
马氏体分解的定义
马氏体分解是指钢在回火过程中，马氏体结构发生改变的 现象。
马氏体分解是钢回火过程中的一个重要阶段，它决定了钢 的力学性能和显微组织。
马氏体分解的原理
马氏体分解过程中伴随着晶体 结构和化学成分的变化，这些
变化会影响钢的性能。
通过控制回火工艺，可以实现 对钢的性能的精细调控，以满
足不同应用场景的需求。
研究展望
01
深入探究马氏体分解的 微观机制和晶体学原理， 为钢的性能优化提供理 论支持。
02
开展新型钢种的开发和 研究，拓展其在航空航 天、汽车、能源等领域 的应用。
马氏体的结构特点
总结词
马氏体的结构特点是具有高密度位错和孪晶，这些结构特征使得马氏体具有较 高的硬度和强度。
详细描述
马氏体的晶体结构中，存在大量的位错和孪晶，这些结构缺陷使得马氏体具有 较高的硬度和强度。同时，马氏体的碳原子在晶体结构中以一种特殊的方式排 列，使得马氏体具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
研究背景和意义
随着工业技术的发展，对钢的性能要 求越来越高，马氏体分解的研究对于 提高钢的性能具有重要意义。
目前，关于马氏体分解的研究尚不够 深入，因此开展相关研究具有重要的 理论和实践意义。
02
马氏体的基本特性
马氏体的定义
总结词
马氏体是钢在冷却过程中形成的具有 特定晶体结构的相变产物。
详细描述
合金元素
合金元素对回火转变的影响也很大。 一些合金元素可以改变原子扩散速 度和马氏体的稳定性，从而影响回 火转变的过程和结果。
04
马氏体的分解过程
马氏体分解的定义
马氏体分解是指钢在回火过程中，马氏体结构发生改变的 现象。
马氏体分解是钢回火过程中的一个重要阶段，它决定了钢 的力学性能和显微组织。
马氏体分解的原理
马氏体分解过程中伴随着晶体 结构和化学成分的变化，这些
变化会影响钢的性能。
通过控制回火工艺，可以实现 对钢的性能的精细调控，以满
足不同应用场景的需求。
研究展望
01
深入探究马氏体分解的 微观机制和晶体学原理， 为钢的性能优化提供理 论支持。
02
开展新型钢种的开发和 研究，拓展其在航空航 天、汽车、能源等领域 的应用。
钢的回火转变知识点总结
抑制回火脆性。
8.哪些机械性能产生变化？
（1）硬度。 （2）强度和韧性。
9.回火脆性
[例题]将共析钢加热至 780℃，经保温后，请回答：
第2页共3页
（1）若以图示的 V1、V2、V3、V4、V5 和 V6 的速度进行冷却，各得到什么组织？ （2）如将 V1 冷却后的钢重新加热至 530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性 能有何变化？
①离位析出；原位析出。（本质：扩散）
回火第三阶段 （250-400℃）
碳化物的转变
②一般规律：随温度升高，碳化物由亚稳态向稳态 转变。
③随时间的延长，碳化物转变温度逐渐降低。
回火第四阶段 渗碳体的聚集长大 亚结构全部消失。
（400℃以上） 和α相回复、再结晶
第1页共3页
4.回火的目的
稳定组织，减小或消除淬火应力，提高钢的塑韧性，获得强度、硬度和塑性、韧性的适
具有强度、塑性和 韧性都较好的综 合机械性能。
中碳结构钢和低合金结 构钢（发动机曲轴、连杆、 连杆螺栓、汽车半轴、机 床主轴、齿轮）
6.回火时间
一般不超过 2h。
7.回火后的冷却 （1）一般采用空冷，防止重新产生内应力和变形、开裂。
（2）对于具有第二类回火脆性的某些合金钢工件，高温回火后应进行油冷或水冷，以
马氏体的分解
钢降低较缓。 ③回火时间对马氏体中含碳量影响较小，初期下降
很快，随后趋于平缓。
④较低温时，二相式分解（两种正方度的马氏体）；
较高温时，连续式分解（一种正方度的马氏体）。
回火第二阶段 （200-300℃）
残余奥氏体的转变
①随回火温度的升高，残余奥氏体的数量逐渐减少。 ②残余奥氏体和过冷奥氏体无本质区别，只是两者 所处的物理状态不同，使转变速度有所差异。
第六章钢的回火转变
一、合金元素对马氏体分解的影响
• 在马氏体分解阶段要发生马氏体中过饱和 碳的脱溶和碳化物粒子的析出与聚集长大， 同时基体α相中的碳含量下降。
• 合金元素的作用主要在于通过影响碳的扩 散而影响马氏体的分解过程以及碳化物粒 子的聚集长大速度，从而影响α相中碳浓度 的下降速度。这种作用的大小因合金元素 与碳的结合力的大小不同而异。
一、马氏体中C 原子偏聚(＜100℃)
• 当碳含量超过0.2%时，偏聚于位错等晶体缺陷处 的碳原子已经达到饱和状态，多余的碳原子只能 处于无缺陷晶格的扁八面体间隙位置，即处于非 偏聚状态，从而导致对电阻率有较大贡献。
• 用碳原子在晶体缺陷处偏聚的观点能够较圆满地 解释碳含量小于0.2%时，马氏体不呈现正方度， 为立方点阵结构，而当碳含量高于0.2%时，才可 能测出正方度的现象。
• （1）马氏体的双相分解
125-150℃以下，随碳化物的析出，出现两 种正方度不同的α相，即具有高正方度的保持原 始碳含量的未分解的马氏体以及具有低正方度的 碳已部分析出的α相。
随着回火时间的延长，即随着碳化物析出， 两种α相的碳含量均不发生改变，只是高碳区愈 来愈少，低碳区愈来愈多。
（1）马氏体的单相分解
(2)再结晶： 回火温度高于600℃发生再结晶，板条马氏体形成
位错密度很低的等轴α相取代板条α晶粒——再结晶；
片状马氏体回火温度高于400℃孪晶全部消失，出 现胞块组织，温度高于600℃发生再结晶。这一过程也 是形核(亚晶界为核心)、长大过程。
(3)碳化物长大： 温度高于400℃，碳化物已与α相脱离共格关系而
• 板条状马氏体
• 低碳(＜0.2%C)板条马氏体在100-200℃回 火，C原子仍偏聚在位错线附近处于稳定状 态，不析出ε-FexC。
回火
ε
通过回火可以单相分解的形式从马氏体中直接析出 θ 。
ε
碳化物。 碳化物。
碳化物聚焦长大
a相状态变化及碳化物聚焦长大 回火温度高于400度 片状渗碳体逐渐球化并聚集长大， 回火温度高于400度，片状渗碳体逐渐球化并聚集长大， 400 铁素体基体也将发生回复和再结晶。 铁素体基体也将发生回复和再结晶。 一般将等轴铁素体加尺寸较大 尺寸较大的粒状渗碳体的混合组织 一般将等轴铁素体加尺寸较大的粒状渗碳体的混合组织 称为回火索氏体。 称为回火索氏体。 1、内应力消失 第一类应力（宏观应力） 第一类应力（宏观应力） 第二类应力（微观应力） 第二类应力（微观应力） 第三类应力（微观应力） 第三类应力（微观应力） 2、回复与再结晶 当温度高于550度消除。 当温度高于 度消除。 当温度高于500度消除。 度消除。 当温度高于 当温度高于300度消除。 当温度高于 度消除。
第一类回火脆性： 第一类回火脆性： 度之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性， 在250-400度之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性，也称 度之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性 低温回火脆性。（所有钢都有回火脆性） 低温回火脆性。（所有钢都有回火脆性） 。（所有钢都有回火脆性 主要特征： 主要特征： 将已经产生第一类回火脆性的工件加热到更高温度回火，则可 将已经产生第一类回火脆性的工件加热到更高温度回火， 以消除脆性，使冲击韧性重新升高。 以消除脆性，使冲击韧性重新升高。再将该工件在产生这种回火 脆性的温度区间内回火，也不会重新产生这种脆性。（不可逆回 脆性的温度区间内回火，也不会重新产生这种脆性。（不可逆回 。（ 火脆性） 火脆性） 在产生回火脆性的温度保温后，不论随后是快冷还是慢冷， 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。（从断口上可以观察，多为晶间断裂） 件都会产生脆化。（从断口上可以观察，多为晶间断裂） 。（从断口上可以观察
通过回火可以单相分解的形式从马氏体中直接析出 θ 。
ε
碳化物。 碳化物。
碳化物聚焦长大
a相状态变化及碳化物聚焦长大 回火温度高于400度 片状渗碳体逐渐球化并聚集长大， 回火温度高于400度，片状渗碳体逐渐球化并聚集长大， 400 铁素体基体也将发生回复和再结晶。 铁素体基体也将发生回复和再结晶。 一般将等轴铁素体加尺寸较大 尺寸较大的粒状渗碳体的混合组织 一般将等轴铁素体加尺寸较大的粒状渗碳体的混合组织 称为回火索氏体。 称为回火索氏体。 1、内应力消失 第一类应力（宏观应力） 第一类应力（宏观应力） 第二类应力（微观应力） 第二类应力（微观应力） 第三类应力（微观应力） 第三类应力（微观应力） 2、回复与再结晶 当温度高于550度消除。 当温度高于 度消除。 当温度高于500度消除。 度消除。 当温度高于 当温度高于300度消除。 当温度高于 度消除。
第一类回火脆性： 第一类回火脆性： 度之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性， 在250-400度之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性，也称 度之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性 低温回火脆性。（所有钢都有回火脆性） 低温回火脆性。（所有钢都有回火脆性） 。（所有钢都有回火脆性 主要特征： 主要特征： 将已经产生第一类回火脆性的工件加热到更高温度回火，则可 将已经产生第一类回火脆性的工件加热到更高温度回火， 以消除脆性，使冲击韧性重新升高。 以消除脆性，使冲击韧性重新升高。再将该工件在产生这种回火 脆性的温度区间内回火，也不会重新产生这种脆性。（不可逆回 脆性的温度区间内回火，也不会重新产生这种脆性。（不可逆回 。（ 火脆性） 火脆性） 在产生回火脆性的温度保温后，不论随后是快冷还是慢冷， 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。（从断口上可以观察，多为晶间断裂） 件都会产生脆化。（从断口上可以观察，多为晶间断裂） 。（从断口上可以观察
钢材回火的金相转变
(2)中温回火 (2)中温回火
• 工件在250-500℃之间进行的回火 • 目的：得到较高弹性和屈服点，适当韧性 • 回火后得到回火托氏体 回火托氏体，即：马氏体回火时形成 回火托氏体 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
• 韧性都较好的综合力学 性能 • 回火后得到回火索氏体 回火索氏体，即：马氏体回火时形成 回火索氏体 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:高硬度(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。。
(1)低温回火 (1)低温回火
• 工件在250℃以下进行的回火。 • 目的：保持淬火工件的高硬度和耐磨性，降低淬 火残留应力和脆性 • 回火后得到回火马氏体 回火马氏体，即：淬火马氏体低温回 回火马氏体 火时得到的组织 • 力学性能:高硬度(58-64HRC)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。
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。
材料热处理第7章钢的回火转变
特征：
低碳钢的Ms点较高，淬火时发生自回火。
在淬火形成马氏体的过程中，除了可能发生碳原子向位错的偏聚外，在最先形成
的马氏体中还可能发生自回火，析出碳化物。钢的Ms点愈高，淬火冷却速度愈慢， 则自回火析出的碳化物就愈多。
回火温度较低不析出碳化物，高于200℃的回火析出碳化物。 淬火后在100～200℃之间回火时，低碳板条状马氏体不析出碳化物，C原子仍然 偏聚在位错线附近，这是由于C原子偏聚的能量状态低于析出碳化物的能量状态。 当回火温度高于200℃时，才有可能通过单相分解析出碳化物，使α基体中的碳含 量降低。
560 ℃ 如Ta= 250℃
等温 停留
二次淬火现象产生的原因：
a. C 、N原子气团作用。
一定温度 （如560℃）保温，破坏了柯氏气团，C、N原子将从位错逸出而使
原子气团“蒸发”，从而减小相变阻力，起到催化（反稳定化）作用。
b. 碳化物的析出提高了残余奥氏体的Ms点。
碳化物析出使其碳含量和合金元素含量下降。
马氏体分解（回火第一阶段转变）
总结：
随着回火温度↑——→不断析出过饱和碳——→马氏体的 碳含量↓ ——→立方马氏体＋ε碳化物
淬火＋低温回火
回火M B下组织相似
不同碳含量马 氏体回火时碳 浓度的变化
（三） 残余奥氏体转变（200～300℃）
残余奥氏体转变
1）残余奥氏体向珠光体及贝氏体的转变
2）残余奥氏体向马氏体的转变
a. 马氏体的双相分解
温度： 回火温度在125～150℃以下; 特征：
C0
碳化物
C1
碳化物
随着碳化物的析出，出现两种正方度不同的α相：
具有高正方度的保持原始碳含量的未分解的M； 具有低正方度的碳已部分析出的M。
低碳钢的Ms点较高，淬火时发生自回火。
在淬火形成马氏体的过程中，除了可能发生碳原子向位错的偏聚外，在最先形成
的马氏体中还可能发生自回火，析出碳化物。钢的Ms点愈高，淬火冷却速度愈慢， 则自回火析出的碳化物就愈多。
回火温度较低不析出碳化物，高于200℃的回火析出碳化物。 淬火后在100～200℃之间回火时，低碳板条状马氏体不析出碳化物，C原子仍然 偏聚在位错线附近，这是由于C原子偏聚的能量状态低于析出碳化物的能量状态。 当回火温度高于200℃时，才有可能通过单相分解析出碳化物，使α基体中的碳含 量降低。
560 ℃ 如Ta= 250℃
等温 停留
二次淬火现象产生的原因：
a. C 、N原子气团作用。
一定温度 （如560℃）保温，破坏了柯氏气团，C、N原子将从位错逸出而使
原子气团“蒸发”，从而减小相变阻力，起到催化（反稳定化）作用。
b. 碳化物的析出提高了残余奥氏体的Ms点。
碳化物析出使其碳含量和合金元素含量下降。
马氏体分解（回火第一阶段转变）
总结：
随着回火温度↑——→不断析出过饱和碳——→马氏体的 碳含量↓ ——→立方马氏体＋ε碳化物
淬火＋低温回火
回火M B下组织相似
不同碳含量马 氏体回火时碳 浓度的变化
（三） 残余奥氏体转变（200～300℃）
残余奥氏体转变
1）残余奥氏体向珠光体及贝氏体的转变
2）残余奥氏体向马氏体的转变
a. 马氏体的双相分解
温度： 回火温度在125～150℃以下; 特征：
C0
碳化物
C1
碳化物
随着碳化物的析出，出现两种正方度不同的α相：
具有高正方度的保持原始碳含量的未分解的M； 具有低正方度的碳已部分析出的M。
钢中的回火转变之马氏体的分解
在分解过程中，不再存在两种不同碳含量 的α相，其碳含量和正方度不断下降，当 温度达到300℃时，正方度c/a接近1。此 时α相中的碳含量ห้องสมุดไป่ตู้基本接近平衡状态， 马氏体脱溶分解过程基本上结束。
二.低碳、 中碳马氏 体的分解
低碳马氏体与高碳马氏体相比，其更不容易 析出碳化物，其碳原子在100℃~200℃时 几乎完全偏聚在位错线附近(生成位错气 团）。回火温度高于200℃时，才有可能析 出碳化物（直接析出平衡相渗碳体）。
马氏体中的碳原子含量越高，马氏体的过 饱和程度越高，碳化物的析出就更容易.
疑惑
有一本书上说双相分解 是不会有的……
它说，在100℃下，马 氏体中只有碳原子偏聚 团，尚未析出碳化物； 碳化物开始析出时，碳 原子已经可以远程扩散。 因此双向分解是一个错 误的、不会存在的东西。
疑惑
另一本书上说生成的不是ε碳化物，而是 η碳化物…… “过渡相ε碳化物是20世纪50年代初测定的，直到70年代 人们也未加怀疑。后来认为εFe2.4C就是ηFe2C，出现争论， 目前尚不能得出确切结论……”
202X
谢谢大家！
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐 述观点。
2：单相分解
与双相分解相比，单相分解的 不同点在于：温度更高的情况 下，碳原子能够长程扩散，因 此已析出的碳化物可以从较远 区域获得碳原子而长大，α相 中的碳浓度梯度也会因此而消 除，也就是单相分解。
个人感觉，双向分解时马氏体中碳化物的 长大被抑制了，因此双向分解时马氏体的 形核更多，更可能获得分布均匀、细腻的 碳化物，或许性能也会更好……
总结
对于钢中的回火转变，马氏体分解是回火第一阶段转变(T1)，发 生在80℃~250℃之间；
二.低碳、 中碳马氏 体的分解
低碳马氏体与高碳马氏体相比，其更不容易 析出碳化物，其碳原子在100℃~200℃时 几乎完全偏聚在位错线附近(生成位错气 团）。回火温度高于200℃时，才有可能析 出碳化物（直接析出平衡相渗碳体）。
马氏体中的碳原子含量越高，马氏体的过 饱和程度越高，碳化物的析出就更容易.
疑惑
有一本书上说双相分解 是不会有的……
它说，在100℃下，马 氏体中只有碳原子偏聚 团，尚未析出碳化物； 碳化物开始析出时，碳 原子已经可以远程扩散。 因此双向分解是一个错 误的、不会存在的东西。
疑惑
另一本书上说生成的不是ε碳化物，而是 η碳化物…… “过渡相ε碳化物是20世纪50年代初测定的，直到70年代 人们也未加怀疑。后来认为εFe2.4C就是ηFe2C，出现争论， 目前尚不能得出确切结论……”
202X
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2：单相分解
与双相分解相比，单相分解的 不同点在于：温度更高的情况 下，碳原子能够长程扩散，因 此已析出的碳化物可以从较远 区域获得碳原子而长大，α相 中的碳浓度梯度也会因此而消 除，也就是单相分解。
个人感觉，双向分解时马氏体中碳化物的 长大被抑制了，因此双向分解时马氏体的 形核更多，更可能获得分布均匀、细腻的 碳化物，或许性能也会更好……
总结
对于钢中的回火转变，马氏体分解是回火第一阶段转变(T1)，发 生在80℃~250℃之间；
马氏体回火转变过程
马氏体回火转变过程马氏体回火转变是钢材在淬火后的一个热处理过程，目的是通过加热和持续时间来改变钢材的组织结构和性能。
这个过程可以分为三个主要阶段：回火前的第一阶段、回火时的第二阶段和回火后的第三阶段。
在这个过程中，马氏体将发生转变，从而影响钢材的硬度和韧性。
第一阶段：回火前的处理在淬火后，钢材中的主要组织是马氏体。
马氏体是一种具有高硬度和脆性的组织，因此钢材在这个阶段是非常脆弱的。
为了减少钢材的脆性，需要进行一个预回火处理。
这个处理过程通过在较低的温度下加热钢材一段时间来减少马氏体的脆性。
这个过程可以降低马氏体的硬度，但并不改变其组织结构。
第二阶段：回火时的处理在预回火处理完成后，钢材将进入回火的第二阶段。
在这个阶段，钢材将继续加热，并在一定温度下保持一段时间。
这个阶段的温度通常高于预回火处理的温度。
在这个过程中，马氏体将发生转变，从高硬度的马氏体转变为低硬度和高韧性的组织。
这个转变过程被称为回火马氏体。
回火的温度是决定钢材性能的重要因素之一、较高的回火温度可以降低钢材的硬度，但也会降低其强度。
相反，较低的回火温度可以保持钢材的硬度，但可能会降低其韧性。
因此，在回火过程中需要根据钢材的具体用途和要求来选择适当的回火温度。
第三阶段：回火后的处理在回火完成后，钢材将进入回火后的第三阶段。
在这个阶段，钢材会被冷却至室温。
这个阶段的目的是保持钢材的组织结构和性能，以避免进一步的转变。
如果钢材在这个阶段冷却过快，可能会导致组织结构不稳定，从而影响性能。
总结：马氏体回火转变过程是一个关键的热处理过程，用于改变钢材的硬度和韧性。
通过预回火处理、回火时的加热和持续时间控制以及回火后的冷却，马氏体将发生转变，从而改变钢材的组织结构和性能。
这个过程需要根据钢材的具体要求来选择适当的处理条件，以保证钢材达到预期的性能。
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第一类应力（宏观应力） 第二类应力（微观应力） 第三类应力（微观应力）
当温度高于550度消除。 当温度高于500度消除。 当温度高于300度消除。
2、回复与再结晶
残余奥氏体的转变
在中低碳钢中：
当温度高于400度时，回复现象很明显；
当温度高于600度时，开始发生再结晶。
在高碳钢中：
当回火温度高于250度，孪晶开始消失；
以下途径可以提高钢的二次硬化效应： 第一、增高钢中 的位错密度，以增加特殊碳化物的成核部位，从而进一步 增大碳化物弥散度。例如采用低温形变淬火方法等。
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
碳化物的析出
马氏体在前期转变的过程中，析出来的是 碳化物。
当回火温度高于250度时， 碳化物将转化为 碳化物；
进一步升高温度，两种碳化物都将转化为： 碳化物
原位转变
碳化物的析出
碳化物的转变
独立形核长大
Fe3C
2、低碳马氏 体中的碳化物析出：
通过回火可以单相分解的形式从马氏体中直接析出 。
当回火温度高于400度，孪晶全部消失；
3、碳化物的聚集长大
当回火温度高于400度时，碳化物已经开始聚集和球化。
由第二相粒子在固溶体中的溶解度Cr与第二相粒子的半径
r有关，有：
ln Cr 2M C RTr
合金元素对回火转变的影响
碳化物
➢合金元素对马氏体分解的影响
非碳化物形成元素和弱碳化物形成元素与C的结合力和Fe 相比相差不大，所以对马氏体分解无明显影响。
合金钢在高温回火时，若能够形成颗粒细小的特殊碳化物， 且与a相保持共格，显著延迟回复和再结晶。
常用合金元素均具有阻碍回火时各类畸变消除的作用，都 有提高回火稳定性的作用。
回火时机械性能的变化
回火时机械性能的变化
从上图可以看出： 随回火温度升高，硬度与强度逐渐下降；塑性和韧性逐渐
增加。
随回火温度的升高， 冲击韧性反而下降 的现象。
第一类回火脆性
第二类回火脆性
回火时机械性能的变化
第一类回火脆性： 在250-400度之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性，也称
低温回火脆性。（所有钢都有回火脆性）
主要特征： 将已经产生第一类回火脆性的工件加热到更高温度回火，则可 以消除脆性，使冲击韧性重新升高。再将该工件在产生这种回火 脆性的温度区间内回火，也不会重新产生这种脆性。（不可逆回 火脆性） 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。（从断口上可以观察，多为晶间断裂）
残余奥氏体
残余奥氏体与原过冷奥氏体本质上是相同的。
但也有不同：
钢的化学成分
பைடு நூலகம்已经发生的转变可能给残余奥氏体带来
化学成分上以及物理状态上的变化。
在回火过程中，M将发生转变，这将影响
残余奥氏体的转变。
残余奥氏体的转变
当加热温度高于Ms点时，残余奥氏体将转变为珠光体和贝氏体
碳化物的析出
当加热温度低于Ms点时，并保温，残余奥氏体将转变为马氏体。
若残余奥氏体在回火过后的冷却过程中转变为马氏体，称 为“二次淬火”。 怎样来解释“二次淬火”现象呢？ C、N原子形成气团 ；碳化物析出；相硬化；
➢碳化物的析出（回火第三个阶段） 当温度在250-400度之间。ε碳化物 θ碳化物， 最终得到铁素体加片状（或小颗粒）渗碳体的混合组织，
称为回火屈氏体。 1、高碳马氏体中的碳化物析出
钢中的回火转变
低碳马氏体的分解： 低碳马氏体的Ms 点较高，在淬火形成马氏体的过程中，既可 以发生碳原子向位错偏聚，在最先形成的马氏体中还可能自 回火，析出碳化物。当温度低时，只发生偏聚，温度高时， 会析出碳化物。
马氏体分解为立方马氏体和 ε碳化物，成为回火马氏体。
残余奥氏体的转变
残余奥氏体的转变： 钢淬火后未转变为马氏体的组织
强碳化物形成元素不但提高碳化物转变温度，还使其它碳 化物产生。
合金元素对回火转变的影响
如：在高铬钢中有：
➢回火时的二次硬化现象
合金元素对回火转变的影响
当钢中含有大量强碳化物形成元素时，在回火过程中会 导致因回火温度升高，硬度再次升高的现象，称为二次硬 化。二次硬化是由弥散、细小的特殊碳化物的析出而造成 的。
3、中碳马氏体中的碳化物析出：
在200度以下，回火时先析出亚稳定的 碳化物。 随回火温度的升高，亚稳态的 碳化物向 碳化物转化。
碳化物聚焦长大
➢a相状态变化及碳化物聚焦长大
回火温度高于400度，片状渗碳体逐渐球化并聚集长大， 铁素体基体也将发生回复和再结晶。
一般将等轴铁素体加尺寸较大的粒状渗碳体的混合组织称 为回火索氏体。 1、内应力消失
强碳化物形成元素（Cr、Mo、W、V等）与C的结合力较 强，增大C在马氏体中的扩散激活能，从而减少马氏体的分 解速度，增加抗回火的能力。
合金元素对回火转变的影响
➢合金元素对残余奥氏体转变的影响
合金元素对残余奥氏体转变的影响和对过冷奥氏体转变 的影响一致。
➢合金元素对碳化物元素的影响
非碳化物形成元素与碳不形成特殊类型的碳化物，它们只 是提高碳化物转变的温度范围。
马氏体中碳原子偏聚:
由于马氏体碳在a铁中的过饱和固溶体,C原子分布在立方
点阵的扁八面间隙位置,使晶体点阵产生严重的弹性变形,加
上微观缺陷较多,因此使马氏体的能量较高,处于不稳定状态.
板条马氏体中有大量位错;孪晶马氏体中亚结构主要是孪晶.
钢中的回火转变
钢中的回火转变
马氏体的分解 当回火温度在80-250℃之间，发生偏聚的碳原子将发生有
序化，转变为碳化物。
碳化物析出
基体碳含量降低 c 减小而a增大
高碳马氏体的分解： 从表中可以看出，在低温阶段，出现两种碳含量不同的a相， 当回火温度较高时，只有一种a相出现，所以马氏体分解过 程有两种方式： 双相分解和单相分解；
钢中的回火转变
马氏体的单相分解： 由于温度较高，碳原子具有远程扩散的能力。a相内的碳浓度 梯度可以通过碳原子的扩散而消除。
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)