熱處理調(diào)質(zhì)組織

1、緊固件調(diào)質(zhì)及回火組織類別：技術(shù)問題發(fā)布時間：2015/8/24 9:55:00瀏覽數(shù):1095緊固件在淬火后一般都要進行回火處理?；鼗饹Q定了緊固件在使用狀態(tài)的 組織和性能，因此是很重要的熱處理工序。調(diào)質(zhì)是緊固件淬火并高溫回火的熱 處理復合工藝，在緊固件行業(yè)對緊固件熱處理通稱為調(diào)質(zhì)。關(guān)于回火組織的名 稱，傳統(tǒng)理論認為，淬火鋼低溫回火后的組織為回火馬氏體，中溫回火后的組 織稱為回火托氏體，高溫回火后的組織稱為回火索氏體。由于回火過程中，合 金元素不同，組織的變化也不同，緊固件回火后的組織和性能也就各不相同。 簡單地以回火溫度來判定回火組織不夠合理。下面根據(jù)國家標準和近年來學者們的研究成果，來對緊固

2、件調(diào)質(zhì)及回火組 織分析探討，并提出對緊固件熱處理通稱為“調(diào)質(zhì)”，建議改稱“淬火”為好。1、基本概念為了研究緊固件熱處理調(diào)質(zhì)及回火組織，將涉及到一些基本概念，以 GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語中的定義敘述并加以討論。1.1珠光體型組織按滲碳體的形態(tài)不同，珠光體分為片狀珠光體和粒狀珠光體兩種。一般認 為，成分均勻的奧氏體高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物都是片狀珠光體。不同片層間距的珠光體,通常還有不同的名稱，分別為珠光體、索氏體和托氏體。它們都屬于珠光體類 型的組織，均是鐵素體和滲碳體組成的片層相間的機械混合物。珠光體、索氏 體和托氏體之間的界限是相對的，其差別僅僅是片間距粗細不同而已，它們都 是屬于奧氏體在較快

3、速度冷卻時得到的不平衡組織。其國標定義見表1所示。表1珠光體型組織的定義組織名稱定義珠光體、鐵素體溥層（片）與碳化物（包括滲碳體）溥層（片）交替重疊 組成的共析組織索氏體在光學金相顯微鏡下放大600倍以上才能分辨片層的細珠光體。 它是以英國冶金學家H.C.Sorby的名字命名的托氏體、屈 氏體在光學金相顯微鏡下無法分辨片層的極細珠光體。它是以法國金相學家L.Troost的名字命名的1.2馬氏體組織鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻，抑制其擴散型轉(zhuǎn)變，在較低溫度下（低于Ms點） 發(fā)生的非擴散型相變叫做馬氏體轉(zhuǎn)變，又稱切變型相變或低溫轉(zhuǎn)變。鋼鐵中馬氏體轉(zhuǎn)變的母相是奧氏體，由此形成的馬氏體化學成分與奧氏體的相同

4、，晶體 結(jié)構(gòu)為體心立方晶格，可被看作是過飽和固溶體，主要形態(tài)是板條狀和片（針） 狀。它是以德國冶金學家 A.Martens的名字命名的.鋼的馬氏體形態(tài)主要取決于馬氏體的形成溫度，而馬氏體的形成溫度又取 決于奧氏體的化學成分，即碳和合金元素的含量，其中碳的影響最大。對碳素 結(jié)構(gòu)鋼來說，隨著含碳量的增加，板條馬氏體的量相對減少，片狀馬氏體的量 相對增加。碳質(zhì)量分數(shù)小于 0.20%的奧氏體幾乎全部形成板條馬氏體，而碳質(zhì) 量分數(shù)大于1.0%的奧氏體幾乎只形成片（針）狀馬氏體，碳質(zhì)量分數(shù)為0.20% 1.0%的奧氏體則形成板條馬氏體和片（針）狀馬氏體的混合組織。馬氏體轉(zhuǎn)變 是緊固件熱處理強化的主要手段，

5、高硬度與高強度是馬氏體的主要特征之一， 幾乎所有要求高強度的緊固件都是通過淬火來實現(xiàn)強化的。1.3 淬火與回火淬火是指緊固件加熱奧氏體化后以適當方式冷卻獲得馬氏體或（和）貝氏 體組織的熱處理工藝。最常見的淬火方法有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火、 等溫淬火等?；鼗饡r將淬火緊固件在 A1以下溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火 組織，并以適當方式冷卻到室溫的工藝過程。緊固件淬火必須經(jīng)過回火后才能使用，對于低強度4.8、6.8級的螺栓，高溫回火一般稱為去應(yīng)力退火。淬火與回火是配合使用的兩種應(yīng)用廣且重要的熱 處理工藝。淬火的目的就是為了獲得馬氏體或（和）貝氏體組織，提高緊固件 的強度和硬度，與適當?shù)幕鼗鸸に?/p>

6、相配合，更好地發(fā)揮鋼材的性能潛力。根據(jù)緊固件性能要求不同，按其回火溫度范圍，可將回火分為低溫回火、 中溫回火和高溫回火3種類型。表2為國標對回火種類的定義。表2回火種類的定義熱處理工藝名 稱定義低溫回火工件在250 C以下回火:中溫回火:工件在250r500r之間進行的回火高溫回火工件在500r以上進行的回火調(diào)質(zhì)工件淬火并高溫回火的復合熱處理工藝2、回火組織2.1 回火過程中的組織轉(zhuǎn)變緊固件淬火后，其中的馬氏體與殘余奧氏體都是不穩(wěn)定組織，它們有自發(fā) 地向穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)變的趨勢?；鼗鹗且粋€由非平衡組織向平衡組織轉(zhuǎn)變的過程，這個過程是依靠原子的遷移和擴散進行的。隨著回火溫度的升高，淬火組織將 發(fā)生一系

7、列變化。根據(jù)組織轉(zhuǎn)變情況，回火一般分為4個階段。表3為緊固件在回火時的組織轉(zhuǎn)變情況。表3緊固件在回火時的組織轉(zhuǎn)變特征組織轉(zhuǎn)變階段及 名稱回火溫度/r回火時組織結(jié)構(gòu)的變化板條狀馬氏體片（針）狀馬氏體1、馬氏體分解100 250 r 一直持續(xù)到約350 r碳原子仍偏聚在 位錯線附近正方度下降，馬氏 體過飽和度下降， 由馬氏體中共格 析出極細小片狀 （Fe3C碳化物2、殘余奧氏體的 轉(zhuǎn)變200300r/殘余奧氏體分解 為回火馬氏體3、碳化物類型的 變化250400 r碳原子全部脫溶， 析出細粒狀滲碳 體，a相仍保持條 狀特征過飽和碳自a相 內(nèi)繼續(xù)析出，同時 碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)?細粒狀滲碳體4、碳化物聚集長

8、 大與a相回復、再 結(jié)晶 400 rFe3C細粒聚集長大a條狀口回 復fa多邊化2.2回火組織名稱表4為GB/T7232-1987標準對回火組織的定義。傳統(tǒng)理論將淬火回火后的 組織分為以下3種。這種分類方法為多數(shù)教科書所采用。 回火馬氏體（回火溫度w 250C回火產(chǎn)物）。它是馬氏體經(jīng)低溫回火轉(zhuǎn)變 而來，是由過飽和a固溶體和與其共格的碳化物組成，其形態(tài)仍保留原來馬氏 體的片狀或板（針）條狀。由于回火后有一定碳化物偏聚，回火馬氏體比淬火 馬氏體容易被腐蝕，在同樣腐蝕條件下金相顯微鏡上顯得顏色更深。 回火托氏體（回火溫度 350E500E回火產(chǎn)物）。它是由馬氏體中溫回 火轉(zhuǎn)變而來，是由尚未發(fā)生再結(jié)晶

9、的鐵素體和彌散分布的極小的碳化物組成。 由于此時鐵素體還未再結(jié)晶，故仍保留著原老馬氏體的形態(tài)?；鼗鹜惺象w的彈 性極限咼。 回火索氏體（回火溫度500r650r回火產(chǎn)物）。它是由馬氏體高溫回 火轉(zhuǎn)變而來，是由已再結(jié)晶的鐵素體和均勻分布的細粒狀碳化物組成，即為等軸鐵素體基體上彌散分布著細顆粒狀碳化物?；鼗鹚魇象w具有優(yōu)良的綜合力學性能，此類組織為緊固件優(yōu)先采用的組織表4GB/T7232-1987中對回火組織的定義回火組織名稱定義回火馬氏體淬火馬氏體回火時，碳已經(jīng)部分地從固溶體中析出并形成了 過渡碳化物，此時的基體組織即為回火馬氏體回火托氏體、（回火屈氏 體）淬火馬氏體此時回火形成的實際上是鐵素體基體內(nèi)分布著極 其細小的碳化物（或滲碳體）球狀顆粒，但因其過于細小以 致在光學顯微鏡下高倍放大也分辨不出內(nèi)部構(gòu)造，只看到其 總體是一片黑的復相組織回火索氏體淬火馬氏體此時回火形成的在光學顯微鏡下放大500、600倍才能分辨出來其為鐵素體基體內(nèi)分布著碳化物（包括滲碳體）球粒的復相組織3、結(jié)語調(diào)質(zhì)的定義最權(quán)威的是國家標準（見表 2）。從國標的定義來分析：調(diào) 質(zhì)的先決條件是淬火；調(diào)質(zhì)