钢的回火工艺基本知识优秀课件

11.12.2020
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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）
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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
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。
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回火组织
• 回火马氏体 • 回火屈氏体 • 回火索氏体
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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
（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。
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2、第二类回火脆性
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。
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三、回火保温时间
• 回火保温时间要保证工件各部分温度均 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。
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四、回火后的冷却
• 空冷 • 油冷 • 水冷
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回火过程中的性能变化
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Baidu Nhomakorabea 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。
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
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淬火钢在回火时的组织转变
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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，这种组织称为回火索氏体，用“S回”表示。
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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：
• 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性）
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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。
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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。
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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 ）。
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中碳镍铬钢冲击韧性与回火温度的关系
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。
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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。
• 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
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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
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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。
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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。
上，这种组织称为回火马氏体，用“M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
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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
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马氏体的二相式分解
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马氏体的连续式分解
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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。
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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。
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第一类回火脆性防止方法
钢的回火工艺基本知识优秀课 件
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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。
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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。
性。 用于工具、模具、轴承、 渗碳件及经表面
淬火的工件。
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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
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
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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