第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變

1、第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 1 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 2 回火的定義、目的回火的定義、目的 淬火鋼的回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變淬火鋼的回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能的變化淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能的變化 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 3 1.回火的定義、目的、淬火組織為淬火亞穩(wěn)組織回火的定義、目的、淬火組織為淬火亞穩(wěn)組織 2.淬火鋼的回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變的五個(gè)階段：淬火鋼的回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變的五個(gè)階段： 馬氏體中碳的偏聚馬氏體中碳的偏聚 馬氏體分解：類型、過程、產(chǎn)物馬氏體分解：類型、過程、產(chǎn)物， 殘余奧氏體轉(zhuǎn)變：過程、產(chǎn)物殘余奧氏體轉(zhuǎn)變：過程、產(chǎn)物 碳化物轉(zhuǎn)變：碳化物類型、方式、過程、產(chǎn)物碳化物轉(zhuǎn)變：碳化物類型、方

2、式、過程、產(chǎn)物 基體基體相回復(fù)再結(jié)晶，碳化物聚集長大：淬火內(nèi)應(yīng)力的變化、相回復(fù)再結(jié)晶，碳化物聚集長大：淬火內(nèi)應(yīng)力的變化、 碳化物聚集長大方式、基體碳化物聚集長大方式、基體相回復(fù)再結(jié)晶的過程、產(chǎn)物相回復(fù)再結(jié)晶的過程、產(chǎn)物 3. 淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能的變化淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能的變化 （1）低、中、高碳鋼淬火后回火時(shí)力學(xué)性能的變化）低、中、高碳鋼淬火后回火時(shí)力學(xué)性能的變化 （2）回火時(shí)強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、淬火裂紋等的變化）回火時(shí)強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、淬火裂紋等的變化 （3）合金元素對(duì)鋼回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變和性能的影響）合金元素對(duì)鋼回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變和性能的影響 （4）回火脆性：類型、特征、影響因素、減小

3、和防止方法）回火脆性：類型、特征、影響因素、減小和防止方法 4. 回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與過冷奧氏體分解產(chǎn)物在組織、性能等方面的回火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與過冷奧氏體分解產(chǎn)物在組織、性能等方面的 區(qū)別區(qū)別 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 4 ： 將淬火零件重新加熱到低于臨界點(diǎn)將淬火零件重新加熱到低于臨界點(diǎn)A A1 1某一某一 溫度加熱保溫，使淬火亞穩(wěn)組織發(fā)生轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)溫度加熱保溫，使淬火亞穩(wěn)組織發(fā)生轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn) 定的回火組織，并一適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻到室定的回火組織，并一適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻到室 溫的熱處理工藝過程。溫的熱處理工藝過程。 ： （1 1）使淬火得到的亞穩(wěn)組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回）使淬火得到的亞穩(wěn)組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回 火組織；火組

4、織； （2 2）提高淬火鋼的塑性和韌性，降低脆性；）提高淬火鋼的塑性和韌性，降低脆性； （3 3）降低或消除淬火引起的殘余應(yīng)力，防止）降低或消除淬火引起的殘余應(yīng)力，防止 變形和開裂，穩(wěn)定工件尺寸。變形和開裂，穩(wěn)定工件尺寸。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 5 7.1 淬火鋼的回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變淬火鋼的回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 淬火后得到的組織由馬氏體和殘余奧氏體所組成，它們淬火后得到的組織由馬氏體和殘余奧氏體所組成，它們 都是處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，是亞穩(wěn)組織，有自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和都是處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，是亞穩(wěn)組織，有自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和 滲碳體平衡組織的傾向?；鼗鹂墒菇M織轉(zhuǎn)變，性能改變，內(nèi)滲碳體平衡組織的傾向?；鼗鹂墒菇M織

5、轉(zhuǎn)變，性能改變，內(nèi) 應(yīng)力消除?；鼗饡r(shí)組織和性能的轉(zhuǎn)變稱為應(yīng)力消除?；鼗饡r(shí)組織和性能的轉(zhuǎn)變稱為。 (1). (1).馬氏體中碳的偏聚馬氏體中碳的偏聚 時(shí)效階段，時(shí)效階段，100100以下；以下； (2). (2).馬氏體分解馬氏體轉(zhuǎn)變，發(fā)生于馬氏體分解馬氏體轉(zhuǎn)變，發(fā)生于100100350350； (3). (3).殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，發(fā)生于殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，發(fā)生于200200 300300， 屬于低溫屬于低溫 回火，得到回火馬氏體回火，得到回火馬氏體( (M)M)； (4). (4).碳化物轉(zhuǎn)變，碳化物轉(zhuǎn)變，()()， 發(fā)生于發(fā)生于400400，屬于，屬于 中溫回火，得到回火屈氏體中溫回火，得到回火屈

6、氏體( (T)T)； (5). (5).基體基體相回復(fù)再結(jié)晶，碳化物聚集長大，發(fā)生于相回復(fù)再結(jié)晶，碳化物聚集長大，發(fā)生于 400400 550550，屬于高溫回火，得到回火索氏體，屬于高溫回火，得到回火索氏體( (S)S)。 這五個(gè)過程的溫度不能截然分開。這五個(gè)過程的溫度不能截然分開。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 6 7.1.1 馬氏體中碳原子的偏聚馬氏體中碳原子的偏聚 馬氏體是碳在馬氏體是碳在-Fe-Fe中的過飽和固溶體，存在于體心立方中的過飽和固溶體，存在于體心立方 扁八面體中的碳原子將使晶體點(diǎn)陣產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，使馬氏體扁八面體中的碳原子將使晶體點(diǎn)陣產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，使馬氏體 處于不穩(wěn)定狀態(tài)。為了降

7、低能量，在處于不穩(wěn)定狀態(tài)。為了降低能量，在100100左右，碳原子就偏左右，碳原子就偏 聚于位錯(cuò)或?qū)\晶界面，或板條界，形成微小的碳的富集區(qū)。聚于位錯(cuò)或?qū)\晶界面，或板條界，形成微小的碳的富集區(qū)。 亞結(jié)構(gòu)為亞結(jié)構(gòu)為 位錯(cuò)，碳原子向位錯(cuò)線附近偏聚位錯(cuò)，碳原子向位錯(cuò)線附近偏聚 形成偏聚區(qū)。形成偏聚區(qū)。 亞結(jié)構(gòu)主亞結(jié)構(gòu)主 要為孿晶，大量的碳原子向垂直要為孿晶，大量的碳原子向垂直 于馬氏體的于馬氏體的C C軸的（軸的（100100）面富集，）面富集， 形成富碳區(qū)。形成富碳區(qū)。 含碳含碳0.21%0.21%的的Fe-CFe-C合金，奧合金，奧 氏體化后淬火，氏體化后淬火，150150回火回火1010分分 鐘

8、，用原子探針測得鐘，用原子探針測得基底含碳基底含碳 0.03 %0.03 %，而板條馬氏體的條界碳，而板條馬氏體的條界碳 含量為含量為0.42 %0.42 %，說明淬火或回火，說明淬火或回火 過程中，碳偏聚于板條。過程中，碳偏聚于板條。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 7 7.1.2 馬氏體的分解馬氏體的分解 此過程發(fā)生在溫度高于此過程發(fā)生在溫度高于100100（8080250250）時(shí)，馬氏）時(shí)，馬氏 體開始發(fā)生部分分解，隨回火溫度的升高及時(shí)間的延長，體開始發(fā)生部分分解，隨回火溫度的升高及時(shí)間的延長， 富集區(qū)的碳原子發(fā)生有序化然后轉(zhuǎn)變?yōu)樘蓟铩ｋS碳化物富集區(qū)的碳原子發(fā)生有序化然后轉(zhuǎn)變?yōu)樘蓟?。隨碳化

9、物 的析出，馬氏體的含碳量不斷減少，點(diǎn)陣常數(shù)的析出，馬氏體的含碳量不斷減少，點(diǎn)陣常數(shù)c c下降、下降、a a升升 高、正方度高、正方度c c/ /a a不斷下降，并析出彌散分布的過渡型不斷下降，并析出彌散分布的過渡型碳化碳化 物。馬氏體的分解有兩種分解方式物。馬氏體的分解有兩種分解方式( (即雙相分解和單相分即雙相分解和單相分 解解) )，分解析出的，分解析出的碳化物與馬氏體保持共格關(guān)系。碳化物與馬氏體保持共格關(guān)系。 碳化物為碳化物為FeFex xC C（x=2x=23 3），），具有蜜排六方結(jié)構(gòu)，具有蜜排六方結(jié)構(gòu)， 碳化物與基體馬氏體保持共格關(guān)系，存在一定的晶體學(xué)碳化物與基體馬氏體保持共格關(guān)

10、系，存在一定的晶體學(xué) 關(guān)系。關(guān)系。不是平衡相，而是向滲碳體轉(zhuǎn)變前的一個(gè)過渡相。不是平衡相，而是向滲碳體轉(zhuǎn)變前的一個(gè)過渡相。 對(duì)于含碳量低的板條馬氏體只發(fā)生碳原子向位錯(cuò)線附近對(duì)于含碳量低的板條馬氏體只發(fā)生碳原子向位錯(cuò)線附近 的偏聚，沒有碳化物析出。的偏聚，沒有碳化物析出。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 8 當(dāng)溫度低于當(dāng)溫度低于125125時(shí)，回火后可出現(xiàn)兩種時(shí)，回火后可出現(xiàn)兩種 不同的正方度。下頁表為含碳不同的正方度。下頁表為含碳1.4% 1.4% 的馬氏的馬氏 體回火后點(diǎn)陣常數(shù)、正方度與含碳量的變化。體回火后點(diǎn)陣常數(shù)、正方度與含碳量的變化。 從表中可看出，從表中可看出，125125以下回火得到的二種

11、以下回火得到的二種 正方度為正方度為: :具有高正方度的保持原始碳濃度具有高正方度的保持原始碳濃度 的未分解的馬氏體以及具有低正方度的碳已的未分解的馬氏體以及具有低正方度的碳已 部分析出的部分析出的相。相。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 9 ： a) a) 在碳原子的富集區(qū)，形成碳化物核，周圍碳原子在碳原子的富集區(qū)，形成碳化物核，周圍碳原子 的擴(kuò)散促使其長大。但由于溫度低，進(jìn)行的僅僅是近程擴(kuò)的擴(kuò)散促使其長大。但由于溫度低，進(jìn)行的僅僅是近程擴(kuò) 散，從而形成具有二個(gè)濃度的散，從而形成具有二個(gè)濃度的相，析出的碳化物粒子也相，析出的碳化物粒子也 不易長大。不易長大。 b) b) 在高碳區(qū)繼續(xù)形成新核，隨時(shí)間

12、延長，高碳區(qū)逐在高碳區(qū)繼續(xù)形成新核，隨時(shí)間延長，高碳區(qū)逐 漸變成低碳區(qū)，高碳區(qū)減少。漸變成低碳區(qū)，高碳區(qū)減少。 c) c) 低碳區(qū)增多，平均成分將至低碳區(qū)增多，平均成分將至0.250.25 0 0.3%.3%，與原始碳，與原始碳 量、分解溫度無關(guān)。量、分解溫度無關(guān)。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 10 回火溫回火溫 度度 回火時(shí)回火時(shí) 間間 a cc/a 碳含量碳含量 (%) 室室 溫溫 10d2.846 3.02 1.062 1.4 1001h2.846 3.02 1.062 1.2 1251h2.846 2.886 1.013 0.29 1501h2.852 2.886 1.0120.27 17

13、51h2.8572.8841.0090.21 2001h2.8592.878 1.0060.14 2251h2.861 2.8741.0040.08 2501h2.8632.8721.0030.06 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 11 當(dāng)溫度高于當(dāng)溫度高于150150時(shí)，時(shí)， 碳原子擴(kuò)散能力加大，碳原子擴(kuò)散能力加大， 相中不同濃度可通過長程相中不同濃度可通過長程 擴(kuò)散消除，析出的碳化物擴(kuò)散消除，析出的碳化物 粒子可從較遠(yuǎn)處得到碳原粒子可從較遠(yuǎn)處得到碳原 子而長大。故在分解過程子而長大。故在分解過程 中，不再存在兩種不同碳中，不再存在兩種不同碳 含量的含量的相，碳含量和正相，碳含量和正 方度不斷下降，

14、當(dāng)溫度達(dá)方度不斷下降，當(dāng)溫度達(dá) 300300時(shí)，正方度時(shí)，正方度c c/ /a a接近接近1 1。 合金元素對(duì)單相式分合金元素對(duì)單相式分 解有很大的影響。解有很大的影響。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 12 低碳鋼及中碳中低碳鋼及中碳中M MS S點(diǎn)高，淬火過程中會(huì)點(diǎn)高，淬火過程中會(huì) 發(fā)生碳原子偏聚及碳化物析出，這一特征發(fā)生碳原子偏聚及碳化物析出，這一特征 稱為稱為。淬火后，在。淬火后，在150150回火時(shí)，不回火時(shí)，不 再發(fā)生碳化物的析出。當(dāng)回火溫度高于再發(fā)生碳化物的析出。當(dāng)回火溫度高于 200200時(shí)，發(fā)生單相分解析出碳化物。中碳時(shí)，發(fā)生單相分解析出碳化物。中碳 鋼正常淬火得到板條與片狀馬氏體的

15、混合鋼正常淬火得到板條與片狀馬氏體的混合 組織，并有低碳、高碳馬氏體特征。組織，并有低碳、高碳馬氏體特征。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 13 總之，這一階段轉(zhuǎn)變完成后，鋼的組織由有一定過飽和總之，這一階段轉(zhuǎn)變完成后，鋼的組織由有一定過飽和 度的度的固溶體和與其有共格關(guān)系的固溶體和與其有共格關(guān)系的碳化物所組成的復(fù)相混碳化物所組成的復(fù)相混 合組織，稱為回火馬氏體合組織，稱為回火馬氏體( (如圖如圖) )。因此，第一階段轉(zhuǎn)變可用。因此，第一階段轉(zhuǎn)變可用 下式表示：下式表示： 對(duì)于含碳量低的板條馬氏體只發(fā)生碳原子向位錯(cuò)線附近對(duì)于含碳量低的板條馬氏體只發(fā)生碳原子向位錯(cuò)線附近 的偏聚，沒有的偏聚，沒有碳化物的

16、析出。碳化物的析出。 另外，有人通過電子衍射研究發(fā)現(xiàn)，第一階段除另外，有人通過電子衍射研究發(fā)現(xiàn)，第一階段除碳化碳化 物析出外，還有物析出外，還有碳化物，碳化物，碳化物具有正交結(jié)構(gòu)，成分為碳化物具有正交結(jié)構(gòu)，成分為 FeFe2 2C C，碳化物也是一個(gè)過渡相，也與基體馬氏體存在碳化物也是一個(gè)過渡相，也與基體馬氏體存在 一定的晶體學(xué)關(guān)系。一定的晶體學(xué)關(guān)系。 在普通金相顯微鏡下，觀察不出回火馬氏體中的在普通金相顯微鏡下，觀察不出回火馬氏體中的碳化碳化 物?；鼗瘃R氏體在形態(tài)上與淬火馬氏體相似，但回火馬氏體物。回火馬氏體在形態(tài)上與淬火馬氏體相似，但回火馬氏體 易腐蝕，成黑色組織；回火馬氏體和下貝氏體都是

17、由易腐蝕，成黑色組織；回火馬氏體和下貝氏體都是由固溶固溶 體和體和碳化物所組成，但回火馬氏體中的碳化物所組成，但回火馬氏體中的碳化物較下貝氏碳化物較下貝氏 體中的體中的碳化物分布均勻。碳化物分布均勻。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 14 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 15 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 16 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 17 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 18 ） 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 19 ） 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 20 在在200200300300之間之間, , 鋼中的殘余奧氏體將發(fā)生鋼中的殘余奧氏體將發(fā)生 分解，轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體或下貝氏體。其轉(zhuǎn)變可分解，轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體或下貝氏體。其轉(zhuǎn)變可 用下

18、式表示：用下式表示： 碳化物可能是碳化物可能是FexC FexC ，也可能是也可能是Fe3C Fe3C 。 鋼淬火后的殘余奧氏體，與過冷奧氏體同屬亞鋼淬火后的殘余奧氏體，與過冷奧氏體同屬亞 穩(wěn)組織，但二者仍有不同點(diǎn)，如：穩(wěn)組織，但二者仍有不同點(diǎn)，如： (1) (1) 已發(fā)生的轉(zhuǎn)變會(huì)對(duì)殘奧氏體帶來影響，如已發(fā)生的轉(zhuǎn)變會(huì)對(duì)殘奧氏體帶來影響，如 馬氏體條間的殘余奧氏體含碳量就大大高于平均馬氏體條間的殘余奧氏體含碳量就大大高于平均 含碳量，已轉(zhuǎn)變的馬氏體會(huì)使殘奧處于三向壓應(yīng)含碳量，已轉(zhuǎn)變的馬氏體會(huì)使殘奧處于三向壓應(yīng) 力狀態(tài)等。力狀態(tài)等。 (2) (2) 回火過程中，馬氏體將繼續(xù)轉(zhuǎn)變，這必然回火過程中，

19、馬氏體將繼續(xù)轉(zhuǎn)變，這必然 影響到殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變。影響到殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 21 回火過程中，馬氏體將繼續(xù)轉(zhuǎn)變，這必然影響到殘余奧回火過程中，馬氏體將繼續(xù)轉(zhuǎn)變，這必然影響到殘余奧 氏體的轉(zhuǎn)變，所以：氏體的轉(zhuǎn)變，所以： a) a) 當(dāng)加熱到當(dāng)加熱到A A1 1M MS S之間時(shí)，馬氏體的存在可促進(jìn)珠光體之間時(shí)，馬氏體的存在可促進(jìn)珠光體 轉(zhuǎn)變，但影響不大。馬氏體的存在可大大促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變，但影響不大。馬氏體的存在可大大促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變。 b) b) 當(dāng)加熱至當(dāng)加熱至M MS S以下時(shí)，殘余奧氏體有可能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。以下時(shí)，殘余奧氏體有可能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 c) c) 當(dāng)加

20、熱回火時(shí)，如殘余奧氏體未分解，則在冷卻過程當(dāng)加熱回火時(shí)，如殘余奧氏體未分解，則在冷卻過程 中殘余奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這一過程稱為催化。中殘余奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這一過程稱為催化。 如如W18Cr4VW18Cr4V淬火后，加熱到淬火后，加熱到560560三次回火，由于三次回火，由于560560正正 處于高速鋼的珠光體與貝氏體之間的轉(zhuǎn)變奧氏體穩(wěn)定區(qū)，故處于高速鋼的珠光體與貝氏體之間的轉(zhuǎn)變奧氏體穩(wěn)定區(qū)，故 奧氏體在回火中不發(fā)生轉(zhuǎn)變，在隨后的冷卻過程中就轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體在回火中不發(fā)生轉(zhuǎn)變，在隨后的冷卻過程中就轉(zhuǎn)變?yōu)?馬氏體，這就是馬氏體，這就是。 但如果該鋼但如果該鋼560560回火后，在冷卻過回火后

21、，在冷卻過 程中在程中在250250停留停留5 5分鐘，殘余奧氏體又變得穩(wěn)定，這一過程分鐘，殘余奧氏體又變得穩(wěn)定，這一過程 稱為稱為。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 22 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 23 穩(wěn)定化和催化的機(jī)理有幾種解釋，比較有說服力的是：穩(wěn)定化和催化的機(jī)理有幾種解釋，比較有說服力的是： 柯俊等認(rèn)為催化現(xiàn)象是熱陳穩(wěn)定的逆過程，是碳、氮等原柯俊等認(rèn)為催化現(xiàn)象是熱陳穩(wěn)定的逆過程，是碳、氮等原 子與位錯(cuò)的交互作用引起的。即在奧氏體內(nèi)部存在位錯(cuò)等子與位錯(cuò)的交互作用引起的。即在奧氏體內(nèi)部存在位錯(cuò)等 晶內(nèi)缺陷并溶有碳、氮等原子，為降低畸變能，碳、氮原晶內(nèi)缺陷并溶有碳、氮等原子，為降低畸變能，碳、氮原

22、子將進(jìn)入位錯(cuò)膨脹區(qū)形成所謂子將進(jìn)入位錯(cuò)膨脹區(qū)形成所謂CottrellCottrell氣氛并對(duì)位錯(cuò)起釘氣氛并對(duì)位錯(cuò)起釘 扎作用，使位錯(cuò)難以運(yùn)動(dòng)。而馬氏體是通過位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)形扎作用，使位錯(cuò)難以運(yùn)動(dòng)。而馬氏體是通過位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)形 成的，故位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻也就必然使馬氏體轉(zhuǎn)變不易進(jìn)行。成的，故位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻也就必然使馬氏體轉(zhuǎn)變不易進(jìn)行。 淬火時(shí)冷卻中斷以及緩慢冷卻均使碳、氮原子有可能進(jìn)入淬火時(shí)冷卻中斷以及緩慢冷卻均使碳、氮原子有可能進(jìn)入 位錯(cuò)而使奧氏體變得穩(wěn)定，亦即引起所謂熱陳化穩(wěn)定。碳、位錯(cuò)而使奧氏體變得穩(wěn)定，亦即引起所謂熱陳化穩(wěn)定。碳、 氮等間隙原子進(jìn)入位錯(cuò)形成氮等間隙原子進(jìn)入位錯(cuò)形成CottrellCot

23、trell氣氛有一溫度上限氣氛有一溫度上限M MC C。 在在M MC C點(diǎn)以上停留不會(huì)引起熱陳化穩(wěn)定。不僅如此，如將已經(jīng)點(diǎn)以上停留不會(huì)引起熱陳化穩(wěn)定。不僅如此，如將已經(jīng) 發(fā)生熱陳化穩(wěn)定的殘余奧氏體加熱到發(fā)生熱陳化穩(wěn)定的殘余奧氏體加熱到M MC C以上進(jìn)行回火，則為以上進(jìn)行回火，則為 了增加熵以降低系統(tǒng)的自由焓，了增加熵以降低系統(tǒng)的自由焓，M MC C點(diǎn)碳、氮等原子將從位錯(cuò)點(diǎn)碳、氮等原子將從位錯(cuò) 逸出而使逸出而使CottrellCottrell氣氛瓦解，這將消除了熱陳化穩(wěn)定而使氣氛瓦解，這將消除了熱陳化穩(wěn)定而使 殘余奧氏體恢復(fù)了轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的能力。亦即引起了催化。殘余奧氏體恢復(fù)了轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的

24、能力。亦即引起了催化。 由此可見，在由此可見，在M MC C點(diǎn)以下中斷冷卻或緩冷將引起熱陳化穩(wěn)點(diǎn)以下中斷冷卻或緩冷將引起熱陳化穩(wěn) 定；在定；在M MC C點(diǎn)以上回火則將引起催化。點(diǎn)以上回火則將引起催化。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 24 在在250250400400之間之間, , 由由碳化物轉(zhuǎn)變成更穩(wěn)定的碳化物。碳化物轉(zhuǎn)變成更穩(wěn)定的碳化物。 碳化物的轉(zhuǎn)變與回火時(shí)間、回火溫度有關(guān)，高碳馬氏體、碳化物的轉(zhuǎn)變與回火時(shí)間、回火溫度有關(guān)，高碳馬氏體、 低碳馬氏體、中碳馬氏體的轉(zhuǎn)變有差異。低碳馬氏體、中碳馬氏體的轉(zhuǎn)變有差異。 六方六方碳化物碳化物( (或正交或正交碳化物碳化物) )，結(jié)構(gòu)式為，結(jié)構(gòu)式為 。馬氏

25、體分解的反應(yīng)式可寫成馬氏體分解的反應(yīng)式可寫成。 當(dāng)回火溫度高于當(dāng)回火溫度高于250250時(shí)，時(shí)，碳化物是較碳化物是較 為穩(wěn)定的碳化物，具有復(fù)雜斜方點(diǎn)陣。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高后，為穩(wěn)定的碳化物，具有復(fù)雜斜方點(diǎn)陣。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高后， ()()碳化物與碳化物與碳化物可轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的碳化物可轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的碳化物碳化物( (FeFe3 3C)C)， 碳化物具有正交點(diǎn)陣。轉(zhuǎn)變初期析出的亞穩(wěn)碳化物極為細(xì)碳化物具有正交點(diǎn)陣。轉(zhuǎn)變初期析出的亞穩(wěn)碳化物極為細(xì) 小，不易分辨，而小，不易分辨，而碳化物與碳化物與碳化物長大成為片狀。碳化物長大成為片狀。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 25 ( (a) a) 、） 在原碳化物的基礎(chǔ)上

26、、在原碳化物的基礎(chǔ)上、 （原碳化物）發(fā)生成分、點(diǎn)陣改組，新、舊相具有相同析出位置與慣習(xí)（原碳化物）發(fā)生成分、點(diǎn)陣改組，新、舊相具有相同析出位置與慣習(xí) 面。如面。如的轉(zhuǎn)變。的轉(zhuǎn)變。 ( (b) b) （、） 原碳化物溶解，新碳化物原碳化物溶解，新碳化物 在其它位置重新形核、長大，使馬氏體中含碳量降低，為維持平衡，細(xì)在其它位置重新形核、長大，使馬氏體中含碳量降低，為維持平衡，細(xì) 小的舊相溶解，如小的舊相溶解，如()()碳化物或碳化物或碳化物。碳化物。() () 碳化物均勻碳化物均勻 分布在分布在基底，慣習(xí)面為基底，慣習(xí)面為100100 ， ，碳化物與碳化物與碳化物集中于馬氏體碳化物集中于馬氏體 內(nèi)

27、孿晶面，內(nèi)孿晶面， 慣習(xí)面為慣習(xí)面為112112 。 。 碳化物轉(zhuǎn)變的方式取決于原碳化物和新碳化物與母相之間的晶體學(xué)碳化物轉(zhuǎn)變的方式取決于原碳化物和新碳化物與母相之間的晶體學(xué) 關(guān)系（慣習(xí)面和位向關(guān)系）。若慣習(xí)面和位向關(guān)系相同，可以進(jìn)行原位關(guān)系（慣習(xí)面和位向關(guān)系）。若慣習(xí)面和位向關(guān)系相同，可以進(jìn)行原位 析出；若慣習(xí)面和位向關(guān)系不同則進(jìn)行離位析出。析出；若慣習(xí)面和位向關(guān)系不同則進(jìn)行離位析出。 (3) (3) 一般規(guī)律一般規(guī)律 高碳鋼中碳化物的析出與回火時(shí)間、回火溫度的關(guān)系。高碳鋼中碳化物的析出與回火時(shí)間、回火溫度的關(guān)系。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 26 當(dāng)碳含量低于當(dāng)碳含量低于0.2%0.2%時(shí)，在

28、時(shí)，在200200以下回火，僅以下回火，僅 發(fā)生碳在位錯(cuò)線的偏聚，而且較為穩(wěn)定；在發(fā)生碳在位錯(cuò)線的偏聚，而且較為穩(wěn)定；在200200 以上回火以及淬成馬氏體過程中的自回火，均析以上回火以及淬成馬氏體過程中的自回火，均析 出穩(wěn)定的出穩(wěn)定的碳化物。回火時(shí)，在板條內(nèi)位錯(cuò)纏結(jié)碳化物?；鼗饡r(shí)，在板條內(nèi)位錯(cuò)纏結(jié) 處析出細(xì)針狀碳化物，沿板條界析出薄片狀碳化處析出細(xì)針狀碳化物，沿板條界析出薄片狀碳化 物。溫度升高后，條內(nèi)碳化物就溶解而使條間碳物。溫度升高后，條內(nèi)碳化物就溶解而使條間碳 化物長大。溫度達(dá)到化物長大。溫度達(dá)到500500以上時(shí)，條內(nèi)碳化物已以上時(shí)，條內(nèi)碳化物已 消失，僅剩下較粗大的條間碳化物。消失

29、，僅剩下較粗大的條間碳化物。 對(duì)孿晶馬氏體，當(dāng)溫度高于對(duì)孿晶馬氏體，當(dāng)溫度高于200200時(shí)，由亞穩(wěn)時(shí)，由亞穩(wěn) ()()，無無碳化物相出現(xiàn)，對(duì)位錯(cuò)馬氏體，碳化物相出現(xiàn)，對(duì)位錯(cuò)馬氏體， 當(dāng)溫度高于當(dāng)溫度高于200200時(shí)，在位錯(cuò)線上直接析出時(shí)，在位錯(cuò)線上直接析出碳化碳化 物，或經(jīng)自回火析出；溫度高時(shí)，碳化物向板條物，或經(jīng)自回火析出；溫度高時(shí)，碳化物向板條 界轉(zhuǎn)移。界轉(zhuǎn)移。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 27 綜上所述，低碳鋼淬火后回火時(shí)碳化物變化如下：綜上所述，低碳鋼淬火后回火時(shí)碳化物變化如下： 這類鋼回火過程中可能出現(xiàn)的相的這類鋼回火過程中可能出現(xiàn)的相的 狀態(tài)為：狀態(tài)為：M MM M Fe3CFe3

30、C （1 1）WC0.4WC0.4WC0.40.6% 0.6% 這類鋼回火過程中可這類鋼回火過程中可 能出現(xiàn)的相的狀態(tài)為：能出現(xiàn)的相的狀態(tài)為： 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 28 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 29 綜上所述綜上所述 1. 1.板條馬氏體板條馬氏體 馬氏體中的碳原子全部析出，在原馬氏馬氏體中的碳原子全部析出，在原馬氏 體內(nèi)或晶界上析出滲碳體。體內(nèi)或晶界上析出滲碳體。相仍保持原相仍保持原M M的形態(tài)。的形態(tài)。 2. 2.片狀馬氏體片狀馬氏體 碳化物溶解，形成碳化物溶解，形成碳化物（碳化物（ FeFe5 5C C2 2），），碳化物再轉(zhuǎn)變成滲碳體。碳化物再轉(zhuǎn)變成滲碳體。碳化物仍與基體保碳化物仍

31、與基體保 持共格關(guān)系。滲碳體與基體無共格關(guān)系。持共格關(guān)系。滲碳體與基體無共格關(guān)系。相中的孿晶亞結(jié)相中的孿晶亞結(jié) 構(gòu)消失。構(gòu)消失。 這一階段轉(zhuǎn)變完成后這一階段轉(zhuǎn)變完成后, , 鋼的組織由飽和的針狀鋼的組織由飽和的針狀相和細(xì)相和細(xì) 小粒狀的滲碳體組成，這種組織稱為回火屈氏體?；鼗鹎闲×畹臐B碳體組成，這種組織稱為回火屈氏體。回火屈氏 體仍保持原馬氏體的形態(tài)，但模糊不清。體仍保持原馬氏體的形態(tài)，但模糊不清。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 30 4545鋼淬火鋼淬火+400+400回火組織（回火組織（400400倍）倍） 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 31 4545鋼淬火鋼淬火+400+400回火組織（回火組織

32、（TEM4500TEM4500倍）倍） 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 32 五五. .相的回復(fù)、再結(jié)晶相的回復(fù)、再結(jié)晶 和碳化物的聚集長大和碳化物的聚集長大 由于馬氏體中的缺陷（如位錯(cuò)或形變孿晶等）由于馬氏體中的缺陷（如位錯(cuò)或形變孿晶等） 密度很高，當(dāng)回火溫度超過密度很高，當(dāng)回火溫度超過400400以上后，在回以上后，在回 火過程中也發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶過程。該過程特火過程中也發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶過程。該過程特 征：征： 1. 1.相相400400開始回復(fù)，位錯(cuò)密度下降。開始回復(fù)，位錯(cuò)密度下降。 2.600 2.600以下以下相基本上保持板條或片狀相基本上保持板條或片狀M M形形 態(tài)。態(tài)。 3.600 3.

33、600以上球狀滲碳體聚集和長大，進(jìn)一以上球狀滲碳體聚集和長大，進(jìn)一 步粗化。步粗化。 相再結(jié)晶，由片狀或板條狀轉(zhuǎn)變成相再結(jié)晶，由片狀或板條狀轉(zhuǎn)變成 無應(yīng)變的、等軸狀新晶粒。無應(yīng)變的、等軸狀新晶粒。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 33 1.1.淬火內(nèi)應(yīng)力的變化淬火內(nèi)應(yīng)力的變化 淬火時(shí)，由于馬氏體轉(zhuǎn)變引起晶內(nèi)缺陷增加，表面與淬火時(shí)，由于馬氏體轉(zhuǎn)變引起晶內(nèi)缺陷增加，表面與 中心的溫差造成熱應(yīng)力與組織應(yīng)力引起的塑性變形，均會(huì)中心的溫差造成熱應(yīng)力與組織應(yīng)力引起的塑性變形，均會(huì) 引起各種內(nèi)應(yīng)力的增加。這些內(nèi)應(yīng)力，一般可分解為三類：引起各種內(nèi)應(yīng)力的增加。這些內(nèi)應(yīng)力，一般可分解為三類： (1) (1) 第第I I類

34、內(nèi)應(yīng)力：第類內(nèi)應(yīng)力：第I I類內(nèi)應(yīng)力存在于宏觀范圍，如表面類內(nèi)應(yīng)力存在于宏觀范圍，如表面 與心部之間，可造成變形與開裂?；鼗饻囟仍礁?，回火時(shí)與心部之間，可造成變形與開裂。回火溫度越高，回火時(shí) 間越長，應(yīng)力下降越劇烈。經(jīng)間越長，應(yīng)力下降越劇烈。經(jīng)550550回火，第回火，第I I類內(nèi)應(yīng)力可類內(nèi)應(yīng)力可 基本消除?；鞠?。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 34 (2)(2)第第IIII類內(nèi)應(yīng)力：第類內(nèi)應(yīng)力：第IIII類類 內(nèi)應(yīng)力存在于晶粒間，可用內(nèi)應(yīng)力存在于晶粒間，可用 a a/ /a a來表示其大小，按性質(zhì)來表示其大小，按性質(zhì) 又可分為三種類型：又可分為三種類型： ( (a) a) 存在于馬氏體片之存在

35、于馬氏體片之 間，來源于淬火時(shí)的畸變，間，來源于淬火時(shí)的畸變， 到到300300以上時(shí)，因碳的析出以上時(shí)，因碳的析出 而大大減小。而大大減小。 ( (b) b) 析出的析出的()()碳化碳化 物與基體共格，造成與基體物與基體共格，造成與基體 間的應(yīng)力，但在間的應(yīng)力，但在()() 內(nèi)消除。內(nèi)消除。 ( (c) c) 因因碳化物的析出碳化物的析出 而造成的與基體間的應(yīng)力。而造成的與基體間的應(yīng)力。 (3) (3) 第第IIIIII類內(nèi)應(yīng)力：第類內(nèi)應(yīng)力：第IIIIII類內(nèi)應(yīng)力存在于晶胞內(nèi)。當(dāng)類內(nèi)應(yīng)力存在于晶胞內(nèi)。當(dāng) 溫度升高后，碳原子析出使單胞畸變下降。在溫度升高后，碳原子析出使單胞畸變下降。在300

36、300以上時(shí)，以上時(shí)， 碳鋼中的第碳鋼中的第IIIIII類應(yīng)力可基本消除。類應(yīng)力可基本消除。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 35 2 2相回復(fù)與再結(jié)晶相回復(fù)與再結(jié)晶 在在400400以上時(shí)，開始回復(fù)。即板條界以上時(shí)，開始回復(fù)。即板條界 的位錯(cuò)通過攀移、滑移而消失。位錯(cuò)密度的位錯(cuò)通過攀移、滑移而消失。位錯(cuò)密度 下降，板條合并、變寬。當(dāng)亞結(jié)構(gòu)為孿晶下降，板條合并、變寬。當(dāng)亞結(jié)構(gòu)為孿晶 時(shí)，經(jīng)時(shí)，經(jīng)400400回火后也消失，但片狀特征仍回火后也消失，但片狀特征仍 存在。在存在。在600600以上時(shí)，開始再結(jié)晶，位錯(cuò)以上時(shí)，開始再結(jié)晶，位錯(cuò) 密度低的板條塊長大成等軸密度低的板條塊長大成等軸晶粒，顆粒晶粒，顆

37、粒 狀碳化物分布在其基體上。鋼的這種由等狀碳化物分布在其基體上。鋼的這種由等 軸的軸的相和粗粒狀滲碳體組成的組織成為相和粗粒狀滲碳體組成的組織成為 。 孿晶馬氏體經(jīng)此溫度回火，片狀特征也孿晶馬氏體經(jīng)此溫度回火，片狀特征也 消除，得到回火索氏體。消除，得到回火索氏體。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 36 長期保溫或提高回長期保溫或提高回 火溫度，使碳化物聚集火溫度，使碳化物聚集 長大。長大。 (1) (1) 片、桿狀的第片、桿狀的第 二相粒子，各處的曲率二相粒子，各處的曲率 半徑不同，小半徑處易半徑不同，小半徑處易 于溶解，而使片、桿斷于溶解，而使片、桿斷 開，并進(jìn)一步球化。開，并進(jìn)一步球化。 (2)

38、 (2) 小粒子溶解，小粒子溶解， 大粒子長大。大粒子長大。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 37 4545鋼淬火鋼淬火+600+600回火組織（回火組織（400400倍）倍） 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 38 4545鋼淬火鋼淬火+600+600回火組織（回火組織（TEM4500TEM4500倍）倍） 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 39 淬火碳鋼在不同溫度回火，可得到不同淬火碳鋼在不同溫度回火，可得到不同 的組織：的組織：200200回火，得到回火，得到+碳化物碳化物( (， )，即回火馬氏體即回火馬氏體 ( (碳化物存在于板條或碳化物存在于板條或 片內(nèi)片內(nèi)) )，記作，記作M 400M 400回火，得到回火

39、，得到 （0.25%C0.25%C）+碳化物，即回火屈氏體碳化物，即回火屈氏體( (細(xì)細(xì) 小碳化物及針狀小碳化物及針狀)， 記作記作T.600T.600回火，回火， 得到平衡態(tài)等軸得到平衡態(tài)等軸+，即回火索氏體即回火索氏體( (細(xì)細(xì) 粒碳化物及等軸粒碳化物及等軸)，記作記作SS。 回火組織（回火組織（M M、T T、S S）比較：如下圖比較：如下圖 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 40 回火組織（回火組織（M M、T T、S S）比較比較 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 41 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 42 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 43 淬火碳鋼在回火時(shí)，隨溫度上升，力學(xué)性淬火碳鋼在回火時(shí)，隨溫度上升，力學(xué)性

40、能發(fā)生變化，力學(xué)性能（包括強(qiáng)度、硬度、塑能發(fā)生變化，力學(xué)性能（包括強(qiáng)度、硬度、塑 性、韌性、淬火裂紋等）的變化規(guī)律與組織的性、韌性、淬火裂紋等）的變化規(guī)律與組織的 變化有密切的關(guān)系。變化有密切的關(guān)系。 低碳鋼力學(xué)性能的變化與回火溫度的關(guān)系低碳鋼力學(xué)性能的變化與回火溫度的關(guān)系 中碳鋼力學(xué)性能的變化與回火溫度的關(guān)系中碳鋼力學(xué)性能的變化與回火溫度的關(guān)系 高碳鋼力學(xué)性能的變化與回火溫度的關(guān)系高碳鋼力學(xué)性能的變化與回火溫度的關(guān)系 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 44 低碳鋼淬火后回火時(shí)，低碳鋼淬火后回火時(shí)， 當(dāng)?shù)陀诋?dāng)?shù)陀?00200回火時(shí)，強(qiáng)度回火時(shí)，強(qiáng)度 與硬度下降不多，塑性與韌與硬度下降不多，塑性與韌 性也

41、基本不變。這是由于此性也基本不變。這是由于此 溫度下僅有碳原子的偏聚而溫度下僅有碳原子的偏聚而 無析出。固溶強(qiáng)化得以保持無析出。固溶強(qiáng)化得以保持 的緣故。的緣故。 當(dāng)高于當(dāng)高于300300回火時(shí)，硬回火時(shí)，硬 度、強(qiáng)度下降明顯，塑性有度、強(qiáng)度下降明顯，塑性有 所上升，沖擊韌性下降至最所上升，沖擊韌性下降至最 低，見上圖。這是由于薄片低，見上圖。這是由于薄片 狀狀碳化物析出于馬氏體條碳化物析出于馬氏體條 間并充分長大，從而降低了間并充分長大，從而降低了 沖擊韌性，沖擊韌性， 而而基體因回基體因回 復(fù)和再結(jié)晶共同作用，提高復(fù)和再結(jié)晶共同作用，提高 了塑性，了塑性， 降低了強(qiáng)度。降低了強(qiáng)度。 第七淬

42、火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 45 高碳鋼淬火后回火時(shí)，當(dāng)高碳鋼淬火后回火時(shí)，當(dāng) 低于低于200200回火，硬度會(huì)略有回火，硬度會(huì)略有 上升，在上升，在100100回火時(shí)硬度出回火時(shí)硬度出 現(xiàn)一個(gè)峰值。這是時(shí)效硬化?，F(xiàn)一個(gè)峰值。這是時(shí)效硬化。 當(dāng)當(dāng)300300回火時(shí)，硬度下降緩回火時(shí)，硬度下降緩 慢。當(dāng)高于慢。當(dāng)高于300300回火，硬度回火，硬度 大大下降，塑性有所上升，大大下降，塑性有所上升， 規(guī)律與低碳鋼基本相同。高規(guī)律與低碳鋼基本相同。高 碳鋼淬火裂紋在回火時(shí)可發(fā)碳鋼淬火裂紋在回火時(shí)可發(fā) 生自動(dòng)生自動(dòng)“焊合焊合”，消除或減，消除或減 少裂紋。少裂紋。 結(jié)論：高碳鋼一般采用結(jié)論：高碳鋼一般采用 不完

43、全淬火，使奧氏體中碳不完全淬火，使奧氏體中碳 含量在含量在0.5%0.5%左右。淬火后低左右。淬火后低 溫回火以獲高的硬度，并生溫回火以獲高的硬度，并生 成大量彌散分布的碳化物以成大量彌散分布的碳化物以 提高耐磨性，細(xì)化奧氏體晶提高耐磨性，細(xì)化奧氏體晶 粒。粒。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 46 中碳鋼淬火后回火中碳鋼淬火后回火 時(shí)，當(dāng)?shù)陀跁r(shí)，當(dāng)?shù)陀?00200回回 火，析出少量的碳化火，析出少量的碳化 物，硬化效果不大，物，硬化效果不大， 可維持硬度不降。當(dāng)可維持硬度不降。當(dāng) 高于高于300300回火，隨回火，隨 回火溫度升高，塑性回火溫度升高，塑性 升高，斷裂韌性升高，斷裂韌性K KIC IC

44、劇 劇 增。強(qiáng)度雖然下降，增。強(qiáng)度雖然下降， 但仍比低碳鋼高的多。但仍比低碳鋼高的多。 結(jié)論：中碳鋼淬結(jié)論：中碳鋼淬 火后中溫回火，可獲火后中溫回火，可獲 得優(yōu)良的綜合機(jī)械性得優(yōu)良的綜合機(jī)械性 能。能。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 47 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 48 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 49 鋼在回火時(shí)力學(xué)性能變化如下：鋼在回火時(shí)力學(xué)性能變化如下： ：回火時(shí)硬度變化的總趨勢(shì)是隨回火溫度的升高而下降但低、：回火時(shí)硬度變化的總趨勢(shì)是隨回火溫度的升高而下降但低、 中碳鋼在中碳鋼在250 250 以下回火硬度下降不多，高碳鋼在以下回火硬度下降不多，高碳鋼在100100回火時(shí)硬度略有上回火時(shí)硬度略有上

45、升，出現(xiàn)一個(gè)峰值。升，出現(xiàn)一個(gè)峰值。 250 250 以上回火硬度持續(xù)下降。以上回火硬度持續(xù)下降。 ：回火時(shí)強(qiáng)度變化的趨勢(shì)是隨回火溫度的升高，強(qiáng)度：回火時(shí)強(qiáng)度變化的趨勢(shì)是隨回火溫度的升高，強(qiáng)度 （bb、ss、S SK K）不斷下降，塑性（不斷下降，塑性（、）不斷升高。但低溫回火時(shí)強(qiáng)度不斷升高。但低溫回火時(shí)強(qiáng)度 略有上升，塑性基本不變。彈性極限略有上升，塑性基本不變。彈性極限ee在在300300400400有一峰值。有一峰值。 ：回火時(shí)韌性變化的趨勢(shì)是隨回火溫度的升高，韌性升高，但：回火時(shí)韌性變化的趨勢(shì)是隨回火溫度的升高，韌性升高，但 合金鋼的韌性升高是不連續(xù)的，在合金鋼的韌性升高是不連續(xù)的，在

46、T-aT-aK K和和 T-KT-KIC IC曲線上出現(xiàn)兩個(gè)谷值，即 曲線上出現(xiàn)兩個(gè)谷值，即回回 火脆性火脆性。 ：回火時(shí)可發(fā)生自動(dòng)：回火時(shí)可發(fā)生自動(dòng)“焊合焊合”，消除或減少裂紋。，消除或減少裂紋。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 50 回火馬氏體組織金相圖回火馬氏體組織金相圖 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 51 刀具刀具回火馬氏體回火馬氏體淬火馬氏體淬火馬氏體 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 52 回火屈氏體組織金相圖回火屈氏體組織金相圖 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 53 彈簧彈簧 熱鍛模熱鍛模 回火屈氏體回火屈氏體屈氏體屈氏體 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 54 回火索氏體組織金相圖回火索氏體組織金相圖 第七淬火鋼在回火

47、時(shí)轉(zhuǎn)變 55 回火索氏體回火索氏體 索氏體索氏體 凸輪軸凸輪軸 變速箱變速箱 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 56 合金元素對(duì)鋼回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變的影響表現(xiàn)合金元素對(duì)鋼回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變的影響表現(xiàn) 在：在： 1. 1.延緩鋼的軟化，回火抗力提高；延緩鋼的軟化，回火抗力提高； 2. 2.引起二次硬化現(xiàn)象；引起二次硬化現(xiàn)象； 3. 3.影響鋼的回火脆性。影響鋼的回火脆性。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 57 1. 1.合金元素對(duì)低溫回火的影響較小合金元素對(duì)低溫回火的影響較小 2. 2.碳化物形成元素可阻礙碳的擴(kuò)散，從而碳化物形成元素可阻礙碳的擴(kuò)散，從而 顯著提高了馬氏體的分解溫度。合金元素一般顯著提高了馬氏體的分解溫度

48、。合金元素一般 都能提高殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度范圍。都能提高殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度范圍。 3. 3.發(fā)生二次淬火現(xiàn)象發(fā)生二次淬火現(xiàn)象。某些高合金鋼（如某些高合金鋼（如 高速鋼）中的殘余奧氏體十分穩(wěn)定，在加熱時(shí)高速鋼）中的殘余奧氏體十分穩(wěn)定，在加熱時(shí) 殘余奧氏體發(fā)生部分分解，從而使奧氏體的穩(wěn)殘余奧氏體發(fā)生部分分解，從而使奧氏體的穩(wěn) 定性下降，在隨后的快速冷卻過程中剩余的奧定性下降，在隨后的快速冷卻過程中剩余的奧 氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度有較大提高，氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使鋼的硬度有較大提高， 這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 58 ( (二二). ). 引起二次硬化現(xiàn)象引起二次硬化

49、現(xiàn)象 合金元素對(duì)碳化物的析出和聚集長大都有較大影響。一方合金元素對(duì)碳化物的析出和聚集長大都有較大影響。一方 面合金元素提高了碳化物向滲碳體的轉(zhuǎn)變溫度；另一方面，面合金元素提高了碳化物向滲碳體的轉(zhuǎn)變溫度；另一方面， 引起滲碳體向特殊碳化物。隨著回火溫度的提高，滲碳體和引起滲碳體向特殊碳化物。隨著回火溫度的提高，滲碳體和 相中的合金元素將重新分配，非碳化物形成元素逐漸向相中相中的合金元素將重新分配，非碳化物形成元素逐漸向相中 富集，碳化物形成元素則不斷向滲碳體中富集，引起滲碳體富集，碳化物形成元素則不斷向滲碳體中富集，引起滲碳體 向特殊碳化物轉(zhuǎn)變；當(dāng)在向特殊碳化物轉(zhuǎn)變；當(dāng)在560560溫度回火時(shí)，

50、還可能從相中直溫度回火時(shí)，還可能從相中直 接析出特殊碳化物。這些特殊碳化物高度彌散析出，使鋼的接析出特殊碳化物。這些特殊碳化物高度彌散析出，使鋼的 硬高顯著升高，把這種現(xiàn)象稱為硬高顯著升高，把這種現(xiàn)象稱為“。W W、MoMo、V V 等等 碳化物在碳化物在550550時(shí)時(shí), ,使鋼達(dá)到最高硬度使鋼達(dá)到最高硬度, , 產(chǎn)生二次硬化。如產(chǎn)生二次硬化。如V V4 4C C3 3、 VCVC； TiC TiC、NbCNbC； Mo Mo23 23C C、 、MoMo6 6C C、MoCMoC、MoMo3 3C C； W W6 6C C、W W2 2C C、W W23 23C C 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變

51、 59 含含Mo鋼中碳化物在鋼中碳化物在550時(shí)時(shí) 產(chǎn)生二次硬化。產(chǎn)生二次硬化。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 60 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 61 W18Cr4V淬火淬火+ 一次回火組織一次回火組織 W18Cr4V淬火+一次回火組織 105 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 62 W18Cr4V淬火淬火+ 三次回火組織三次回火組織 W18Cr4V淬火+ 三次回火組織 420 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 63 對(duì)對(duì)( ()轉(zhuǎn)變的影響轉(zhuǎn)變的影響 合金碳化物的形成合金碳化物的形成 合金碳化物比合金碳化物比碳化物穩(wěn)定；碳化物穩(wěn)定； 一種合金元素可以形成幾種不同的合金碳化物；一種合金元素可以形成幾種不同的合金碳化物； 合金

52、碳化物形成有兩種方式：原位轉(zhuǎn)變，獨(dú)立轉(zhuǎn)變；合金碳化物形成有兩種方式：原位轉(zhuǎn)變，獨(dú)立轉(zhuǎn)變； 多種合金元素可以形成復(fù)雜的合金碳化物；多種合金元素可以形成復(fù)雜的合金碳化物； 合金碳化物發(fā)生聚集長大；合金碳化物發(fā)生聚集長大； 合金碳化物形成與合金元素的含量有關(guān)。合金碳化物形成與合金元素的含量有關(guān)。 碳化釩的形成碳化釩的形成 碳化鉻的形成碳化鉻的形成 碳化鎢和碳化鉬的形成碳化鎢和碳化鉬的形成 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 64 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 65 : : 片、桿狀的第二片、桿狀的第二 相粒子，各處的相粒子，各處的 曲率半徑不同，曲率半徑不同， 小半徑處易于溶小半徑處易于溶 解，而使片、桿解，而使片、

53、桿 斷開，并進(jìn)一步斷開，并進(jìn)一步 球化。小粒子溶球化。小粒子溶 解，大粒子長大。解，大粒子長大。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 66 7.2.5 回火脆性回火脆性 回火脆性：回火脆性： 某些鋼在回火時(shí)，隨某些鋼在回火時(shí)，隨 著回火溫度的升高，沖著回火溫度的升高，沖 擊韌性反而降低，如圖擊韌性反而降低，如圖 所示。由于回火引起的所示。由于回火引起的 脆性稱為回火脆性。脆性稱為回火脆性。 分類：分類： 第一類回火脆性（低第一類回火脆性（低 溫回火脆性）：在溫回火脆性）：在250250 400400溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的 回火脆性?；鼗鸫嘈浴?第二類回火脆性（高第二類回火脆性（高 溫回火脆性）：

54、在溫回火脆性）：在450450 650650溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的 回火脆性?；鼗鸫嘈?。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 67 （一）第一類回火脆性（一）第一類回火脆性 當(dāng)出現(xiàn)了第一類回火脆性后，再加熱到較高溫度回火，可將當(dāng)出現(xiàn)了第一類回火脆性后，再加熱到較高溫度回火，可將 脆性消除；如再在此溫度范圍回火，就不會(huì)出現(xiàn)這種脆性。故脆性消除；如再在此溫度范圍回火，就不會(huì)出現(xiàn)這種脆性。故 稱之為稱之為。當(dāng)鋼中存在。當(dāng)鋼中存在MoMo、W W、TiTi、AlAl，則第則第I I類類 回火脆性可被減弱或抑制?；鼗鸫嘈钥杀粶p弱或抑制。 2. 2.影響因素影響因素: : 影響第一類回火脆性的因素主要是化學(xué)

55、成分。影響第一類回火脆性的因素主要是化學(xué)成分。 （1 1）：雜質(zhì)元素的偏聚引起晶界弱化而導(dǎo)致脆：雜質(zhì)元素的偏聚引起晶界弱化而導(dǎo)致脆 斷。斷。 （2 2）：包括：包括MnMn、SiSi、CrCr、NiNi、V V 等能夠促進(jìn)雜質(zhì)元素在奧氏體晶界的偏聚，故能促進(jìn)第一類回等能夠促進(jìn)雜質(zhì)元素在奧氏體晶界的偏聚，故能促進(jìn)第一類回 火脆性的發(fā)展。火脆性的發(fā)展。 （3 3）：包括：包括MoMo、W W、TiTi、AlAl等能等能 阻止雜質(zhì)元素在奧氏體晶界的偏聚，故能扼制第一類回火脆性阻止雜質(zhì)元素在奧氏體晶界的偏聚，故能扼制第一類回火脆性 的發(fā)展。的發(fā)展。 （4 4）：奧氏體晶粒愈粗，殘余：奧氏體晶粒愈粗，殘

56、余 奧氏體的量越多第一類回火脆性越嚴(yán)重。奧氏體的量越多第一類回火脆性越嚴(yán)重。 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 68 目前，關(guān)于引起第一類回火脆性的原因目前，關(guān)于引起第一類回火脆性的原因 說法很多，尚無定論?？磥?，很可能是多說法很多，尚無定論?？磥?，很可能是多 種原因的綜合結(jié)果，而對(duì)于不同的鋼料來種原因的綜合結(jié)果，而對(duì)于不同的鋼料來 說，也很可能是不同的原因引起的。說，也很可能是不同的原因引起的。 （1 1）殘余奧氏體轉(zhuǎn)變理論）殘余奧氏體轉(zhuǎn)變理論 （2 2）碳化物薄殼理論）碳化物薄殼理論 （3 3）雜質(zhì)的晶界偏聚理論）雜質(zhì)的晶界偏聚理論 （4 4）雜質(zhì)晶界偏聚和馬氏體條間碳化物）雜質(zhì)晶界偏聚和馬氏體條間

57、碳化物 薄殼理論薄殼理論 第七淬火鋼在回火時(shí)轉(zhuǎn)變 69 ArAr轉(zhuǎn)變理論又一度為轉(zhuǎn)變理論又一度為所取代。經(jīng)電鏡證實(shí)，在出現(xiàn)所取代。經(jīng)電鏡證實(shí)，在出現(xiàn) 第一類回火脆性時(shí)，沿晶界有碳化物薄殼形成，據(jù)此認(rèn)為第一類回火脆性時(shí)，沿晶界有碳化物薄殼形成，據(jù)此認(rèn)為 。沿晶界形成脆性相能引起脆性沿晶斷裂。低、。沿晶界形成脆性相能引起脆性沿晶斷裂。低、 中碳鋼淬火后得到板條中碳鋼淬火后得到板條M M以及沿板條條界分布的碳含量高的薄殼狀以及沿板條條界分布的碳含量高的薄殼狀A(yù)rAr。 低溫回火時(shí)，在碳含量低于低溫回火時(shí)，在碳含量低于0.2% 0.2% 的板條的板條M M內(nèi)只發(fā)生碳的偏聚而不析出碳內(nèi)只發(fā)生碳的偏聚而不析出碳 化物，而碳含量高于化物，而碳含量高于0.2% 0.2% 的馬氏體則有可能在的馬氏體則有可能在M M內(nèi)部均勻彌散析