回火工艺介绍

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焊缝回火工艺

焊缝回火工艺

焊缝回火工艺焊缝回火工艺是一种重要的金属加工技术,在焊接完成后对焊缝进行加热处理,以改善其力学性能和冲击韧性。

下面是关于焊缝回火工艺的详细介绍。

1. 工艺原理焊接完成后对焊缝进行加热,使其达到适当的温度,然后经过缓冷、淬火等处理,使焊缝得到均匀、稳定的组织结构,提高焊缝的强度和韧性,同时减少应力集中和裂纹的产生。

2. 工艺流程(1)预热:在焊接前,先对焊接区域进行预热,提高焊接区域的温度,避免焊接过程中产生应力集中。

预热温度一般为焊接材料的80%~120%。

(2)焊接:按照焊接规程进行焊接。

(3)回火:焊接完成后,对焊缝进行回火处理。

回火温度和时间应根据焊接材料的不同而定。

一般来说,回火温度为600℃~700℃,时间为1小时左右。

(4)冷却:将回火完成的焊缝缓慢冷却至室温。

(5)淬火:一些特殊要求的焊缝需要进行淬火处理。

淬火温度和时间应根据焊接材料的不同而定。

一般来说,淬火温度为800℃~900℃,时间为1小时左右。

完成淬火后,需进行相应的冷却处理。

3. 工艺优点焊缝回火工艺能够使焊缝的力学性能得到提高,尤其是焊缝的抗拉强度、疲劳寿命和韧性都能够得到增强。

此外,回火能够减少焊缝中的应力集中,并降低焊缝的易裂纹性,从而延长焊缝的使用寿命。

4. 工艺缺点焊缝回火工艺需要额外的设备和流程,增加了成本和生产时间。

另外,在回火过程中,可能会使焊缝的尺寸和形状发生变化,导致装配难度加大。

5. 应用范围焊缝回火工艺广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、化工、机械等领域。

特别是对于对焊缝强度和韧性要求较高的关键部位,如飞机机身、汽车车身、石化容器、核电设备等,焊缝回火工艺是不可或缺的焊接工艺,能够保证焊接件的安全性和可靠性。

回火工艺基础知识大全

回火工艺基础知识大全

1.回火的定义与目的回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度,保温一定时间后,以一定方式冷却的热处理工艺,回火是淬火后紧接着进行的一种操作,通常也是工件进行热处理的最后一道工序,因而把淬火和回火的联合工艺称为最终热处理。

钢件在淬火状态下有以下三个主要特征。

(1)组织特征根据钢件尺寸、加热温度、时间、转变特征及利用的冷却方式,钢件淬火后的组织主要由马氏体或马氏体+残余奧氏体组成,此外,还可能存在一些未溶碳化物。

马氏体和残余奥氏体在室温下都处于亚稳定状态,它们都有向铁衆体加渗碳体的稳定状态转化的趋势。

(2)硬度特征由碳原子引起的点阵畸变通过硬度表示出来,它随过饱和度(即含碳量)的增加而增加。

淬火组织硬度、强度高,塑性、韧性低。

(3)应力特征包括微观应力和宏现应力,前者与碳原子引起的点阵畸变有关,尤其是与髙碳马氏体达到最大值有关,说明淬火时马氏体处于紧张受力状态之中;后者是由于淬火时横截面上形成的温差而产生的,工件表面或心部所处的应力状态是不同的,有拉应力或压应力,在工件内部保持平衡。

如不及时消除淬火钢件的内应力,会引起零件的进一步变形乃至开裂。

综上所述,淬火工件虽有髙硬度与髙强度,但跪性大,组织不稳定,且存在较大的淬火内应力,因此必须经过回火处理才能使用。

一般来说,回火工艺是钢件淬火后必不可少的后续工艺,它也是热处理过程的最后一道工序,它賦予工件最后所需要的性能。

回火是将淬火钢加热到Ac1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。

它的主要目的为:(1)合理地调整钢的硬度和强度,提高钢的韧性,使工件满足使用要求;(2)稳定组织,使工件在长期使用过程中不发生组织转变,从而稳定工件的形状与尺寸;(3) 降低或消除工件的淬火内应力,以减少工件的变形,并防止开裂。

2.淬火钢回火时的组织转变淬火钢件回火时,按回火温度的髙低和组织转变的特征,可将钢的回火过程分为以下5个阶段。

(1)马氏体中碳原子的偏聚马氏体是C在α-Fe中的过饱和间隙固溶体,C原子分布在体心立方的扁八面体间隙之中,造成了很大的弹性畸变,因此升高了马氏体的能量,使之处于不稳定的状态。

钢的回火温度

钢的回火温度

钢的回火温度摘要:一、钢的回火简介二、钢的回火温度分类及应用三、影响钢回火温度的因素四、钢回火温度与性能的关系五、提高钢回火温度的方法六、总结正文:一、钢的回火简介钢的回火是一种热处理工艺,通过对钢件在一定温度下进行加热、保温,然后冷却至室温,以改变钢的组织结构和性能。

回火工艺广泛应用于钢铁制品的生产中,旨在提高钢的强度、硬度、韧性和耐磨性。

二、钢的回火温度分类及应用根据回火温度的不同,钢的回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。

低温回火主要用于提高钢的硬度和强度,适用于各种高强度钢;中温回火主要用于提高钢的韧性,适用于各类合金钢;高温回火主要用于消除应力,提高钢的稳定性,适用于大型钢结构和重型机械零件。

三、影响钢回火温度的因素影响钢回火温度的因素主要有钢的成分、热处理工艺和冷却速度。

钢的成分决定了钢的回火特性,不同成分的钢具有不同的回火温度;热处理工艺中,保温时间和升降温速率也会影响回火温度;冷却速度则直接影响到回火组织的形成。

四、钢回火温度与性能的关系钢回火温度与性能之间的关系密切。

合适的回火温度可以使钢获得良好的综合性能,提高其使用寿命。

回火温度过高或过低,都会导致钢的性能不佳,影响其应用。

因此,掌握合适的回火温度是提高钢性能的关键。

五、提高钢回火温度的方法提高钢回火温度主要可以从以下几个方面入手:优化热处理工艺,合理调整保温时间和升降温速率;控制冷却速度,使回火组织均匀细密;根据钢的成分和用途选择合适的回火温度。

六、总结钢的回火温度对钢的性能和组织结构具有重要作用。

了解钢的回火特性,掌握合适的回火温度,对提高钢的强度、韧性、稳定性等方面具有显著效果。

回火

回火

回火回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。

1基本介绍中文名称:回火英文名称:tempering定义:将淬火后的钢,在AC1以下加热、保温后冷却下来的热处理工艺。

应用学科:电力(一级学科);热工自动化、电厂化学与金属(二级学科)回火是将淬火钢加热到奥氏体转变温度以下,保温1到2小时后冷却的工艺。

回火往往是与淬火相伴,并且是热处理的最后一道工序。

经过回火,钢的组织趋于稳定,淬火钢的脆性降低,韧性与塑性提高,消除或者减少淬火应力,稳定钢的形状与尺寸,防止淬火零件变形和开裂,高温回火还可以改善切削加工性能。

2主要目的⑴减少或消除淬火内应力,防止工件变形或开裂。

⑵获得工艺要求的力学性能。

⑶稳定工件尺寸。

⑷对于某些高淬透性的钢,空冷即可淬火,如采用退火则软化周期太长,而采用回火软化则既能降低硬度,又能缩短软化周期。

对于未经淬火的钢,回火是没有意义的,而淬火钢不经回火一般也不能直接使用。

为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂,钢件经淬火后应及时进行回火。

3主要分类依据加热温度不同,回火分为:低温回火加热温度150-200℃。

淬火产生的马氏体保持不变,但是钢的脆性降低,淬火应力降低。

主要用于工具、滚动轴承、渗碳零件和表面淬火零件等要求高硬度的零件。

中温回火加热温度350-500℃。

回火组织为针状铁素体和细粒状渗碳体(FeC)的混合物,称为回火屈氏体。

中温回火能获得较高的弹性极限和韧性,主要用于弹簧和热作磨具回火。

高温回火加热温度500-600℃。

淬火加高温回火的连续工艺称为调质处理。

高温回火组织为多边形的铁素体(ferrite)和细粒状渗碳体(FeC)的混合组织,称为回火索氏体。

高温回火为了得到强度、硬度和塑性韧性等性能的均衡状态,主要用于重要结构零件的热处理,如轴、齿轮、曲轴等。

4钢的回火回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。

淬火与回火工艺知识大全

淬火与回火工艺知识大全

淬火与回火工艺知识大全一、钢的淬火淬火:将钢加热到A C3或A C1以上某一温度,保温然后快速冷却获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。

目的:为了获得马氏体和下贝低体,然后通过适当的回火,获得所需的力学性能。

(一)淬火工艺1、加热温度的确定:根据钢的化学成分来选择碳钢则根据W C来选择1)亚共析钢:A C3+(30—100)℃冷却理由:加热时,得到全部A,冷却后,得到M(A→M)若低于A C3,得到A+F,冷却后得到M+F(A+F→ M+F)2)共析钢和过共析钢:A C1+(30—70)℃加热后组织为:A+Fe3CⅡ(一般为来溶解的小颗粒)冷却后组织为:M+F e3CⅡ(粒状)+A R粒状Fe3C可提高淬火钢硬度和耐磨性为什么不和热到A Cm以上呢?∵①渗碳体全部溶解,则A的W C↑,使M S↓,A R↑,硬度↓②使淬火后的M体粗大,脆性↑2、加热时间的确定:保证零件内外温度一致(热透),提高生产率采用经验公式τ=αKDα—加热系数min/mmK—装炉修正系数D—工件有效厚度mm3、冷却介质1)冷却速度对淬火质量的影响冷却速度要大于V K,以便保证得到M冷却速度过大→引起大的内应力→零件变形或开裂2)理想的冷却速度在C曲线鼻尖处(650-500℃)冷却要快→保证过冷A不转变在M s附近(200—300℃)冷速要慢→避免变形或开裂3)常用冷却介质水:650—500℃及200—300℃冷速均快易引起变形或开裂。

一般用于碳钢盐水、碱水:提高600-500℃的冷却能力一般用于等温淬火或分级淬火矿物油:冷却较慢,可能使一部分过冷A转变为P一般用合金钢(∵过冷A较稳定)(二)淬火方法1、单介质淬火碳钢——水;合金钢——油2、双介质淬火优点:得到高硬度,又减少变形和开裂应用:1)形状较复杂的碳钢件——先水后油水冷到400℃左右(丝丝声)再油汽2)尺寸较大的合金钢件——先油后空3、分级淬火先在M s附近保温2-5分钟(盐浴或溶炉中),然后油汽或空汽优点:减少变形和开裂、内应力小缺点:会出现部分P。

回火的工艺技术

回火的工艺技术

回火的工艺技术回火是一种金属热处理工艺技术,用来改善金属材料的力学性能和综合性能。

回火的目的是通过加热和冷却的过程来消除材料内部的应力和变形,从而提高材料的可靠性和使用寿命。

回火的工艺流程一般包括加热、保温和冷却三个阶段。

首先,将待处理的金属材料放入加热炉中进行加热。

加热温度根据材料的种类和要求来确定,通常在材料的回火温度以下进行加热。

加热的时间要足够长,使得材料内部的晶粒可以得到均匀的加热,达到所需的回火效果。

在保温阶段,将加热后的材料保持在一定的温度下,保持一段时间。

保温时间取决于材料的种类和厚度,一般与加热时间相互对应。

保温时间越长,回火效果越好,材料的性能也就越优良。

最后,将保温后的材料进行冷却处理。

冷却可以是自然冷却或者是强制冷却。

自然冷却是将材料慢慢冷却到室温,使其内部的晶粒继续均匀生长,从而达到预期的回火效果。

而强制冷却则是通过将材料置于冷却介质中,如水或油中,迅速降低材料的温度,以达到快速回火的目的。

回火的目的是改善金属材料的力学性能和综合性能。

经过回火处理后的材料,晶粒得到重新组织,内部应力消除,从而提高了材料的强度、韧性和抗疲劳性能。

另外,回火还可以改善材料的硬度、韧性和机械性能的匹配度,提高材料的可加工性和耐磨性。

回火技术广泛应用于各种金属材料的热处理过程中。

例如,钢材的回火可以提高其塑性、韧性和冲击韧性,适用于制造各种结构件;铝合金的回火可以使其综合性能得到提高,适用于航空航天和汽车工业;铜材的回火可以提高其导电性和耐蚀性,适用于电子器件制造等。

总之,回火是一种重要的金属热处理工艺技术,通过加热、保温和冷却的过程,可以改善金属材料的力学性能和综合性能。

在金属制造和加工过程中,合理应用回火技术,可以大大提高材料的可靠性和使用寿命,适应不同工业领域的需求。

详解正火、淬火、回火、退火工艺过程

详解正火、淬火、回火、退火工艺过程

详解正火、淬火、回火、退火工艺过程金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。

正如有些人说,机械加工是外科,热处理就是内科,代表一个国家制造业的核心竞争力。

工艺过程热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。

这些过程互相衔接,不可间断。

(加热)金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。

因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。

加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。

另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。

(保温)采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。

(冷却)冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。

工艺分类金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。

根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。

同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。

钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,获得需要的金相组织,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。

scm435热处理工艺

scm435热处理工艺

scm435热处理工艺Scm435是一种常用的低合金钢材料,广泛应用于制造汽车零部件、机械零部件、建筑结构等领域。

热处理是提高钢材性能、延长使用寿命的重要工艺之一。

下面将介绍Scm435的热处理工艺。

1. 热处理种类Scm435的热处理种类主要有回火和淬火两种。

2. 回火工艺回火工艺是通过加热后冷却,在一定温度下停留一定时间,使钢材的组织发生调整,达到改善强度和韧性的目的。

回火工艺适用于需要较高韧性的零部件,但强度相对较低。

常用的回火温度为500℃至650℃,持续时间为1小时至4小时。

3. 淬火工艺淬火工艺是通过在高温下急冷,使钢材的组织迅速变化,达到提高强度、硬度的目的。

淬火工艺适用于需要较高强度、硬度的零部件,但韧性相对较低。

常用的淬火温度为800℃至900℃,持续时间为5分钟至15分钟。

4. 热处理制度热处理制度是指在一定的工艺条件下完成一系列热处理工序的组合,以达到既能满足零部件性能要求,又能提高生产效率和节约能源的目的。

常用的热处理制度包括单回火、双回火、回火淬火、常温调质等。

5. 热处理参数热处理参数包括温度、时间、冷却介质等。

不同的热处理参数会对钢材的性能产生不同程度的影响。

具体应根据零部件的要求和材料的性质选择合适的热处理参数。

6. 热处理后的检验热处理后的钢材需要进行不同的检验,以确保其性能符合要求。

常用的检验方法包括金相检测、硬度测试、冲击试验等。

以上是关于Scm435热处理工艺的介绍,希望对读者有所帮助。

热处理是一个非常复杂的工艺,涉及到众多因素的影响,需要在实践中不断总结经验,不断优化工艺参数,以达到最佳效果。

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含铬、镍、锰等元素的合金钢淬火后在 500~650℃回火,缓冷易产生可逆回火 脆性,为防止它,小零件可采用回火时快冷;大零件可选用含钨或钼的合金钢。
二、注意事项
将淬火成马氏体的钢加热到临界点 A1 以下某个温度,保温适当时间,再冷到室温的 一种热处理工艺。回火的目的在于消除淬火应力,使钢的组织转变为相对稳定状态。 在 不 降 低 或 适 当 降 低 钢 的 硬 度 和 强 度 的 条 件 下 改 善 钢 的 塑 性 和 韧 性 ,以 获 得 所 希 望 的 性 能 。中 碳 和 高 碳 钢 淬 火 后 通 常 硬 度 很 高 ,但 很 脆 ,一 般 需 经 回 火 处 理 才 能 使 用 。钢
第三阶段回火(200~350℃) 马氏体分解完成,正方度消失。ε-碳化物转化为渗碳 体 (Fe3C)。这一转化是通过 ε-碳化物的溶解和渗碳体重新形核长大方式进行的。最 初形成的渗碳体和基体保持严格的取向关系。渗碳体往往在 ε-碳化物和基体的界面 上、马氏体界面上、高碳马氏体片中的孪晶界上和原始奥氏体晶粒界上形核(图 3)。 形成的渗碳体开始时呈薄膜状,然后逐渐球化成为颗粒状的 Fe3C。 回火
第四阶段回火(350~700℃) 渗碳体球化和长大,铁素体回复和再结晶。渗碳体从 400℃ 开 始 球 化 , 600℃ 以 后 发 生 集 聚 性 长 大 。 过 程 进 行 中 , 较 小 的 渗 碳 体 颗 粒 溶 于
基 体 ,而 将 碳 输 送 给 选 择 生 长 的 较 大 颗 粒 。位 于 马 氏 体 晶 界 和 原 始 奥 氏 体 晶 粒 间 界 上 的碳化物颗粒球化和长大的速度最快,因为在这些区域扩散容易得多。
合 金 元 素 对 淬 火 后 的 残 留 奥 氏 体 量 也 有 很 大 影 响 。残 留 奥 氏 体 围 绕 马 氏 体 板 条 成 细网络;经 300℃回火后这些奥氏体分解,在板条界产生渗碳体薄膜。残留奥氏体含量 高 时 ,这 种 连 续 薄 膜 很 可 能 是 造 成 回 火 马 氏 体 脆 性 ( 300~ 350℃ )的 原 因 之 一 。合 金 元 素,尤其是 Cr、Si、W、Mo 等,进入渗碳体结构内,把渗碳体颗粒粗化温度由 350~4 00℃提高到 500~550℃,从而抑制回火软化过程,同时也阻碍铁素体的晶粒长大。
五、钢在回火后的性能
淬火钢回火后的性能取决于它的内部显微组织;钢的显微组织又随其化学成 分、淬火工艺及回火工艺而异。碳钢在 100~250℃之间回火后能获得较好的力学性
能。合金结构钢在 200~700℃之间回火后的力学性能的典型变化如图 5 所示。从图 5 可以看出,随着回火温度的升高,钢的抗拉强度 σb 单调下降;屈服强度 σ0.3 先稍 升高而后降低;断面收缩率 ψ 和伸长率 δ 不断改善;韧性(用断裂韧度 K1c 为指标) 总的趋势是上升,但在 300~400℃之间和 500~550℃之间出现两个极小值,相应地 被 称 为 低 温 回 火 脆 性 与 高 温 回 火 脆 性 。因 此 ,为 了 获 得 良 好 的 综 合 力 学 性 能 ,合 金 结 构钢往往在三个不同温度范围回火:超高强度钢约在 200~300℃;弹簧钢在 460℃附 近;调质钢在 550~650℃回火。碳素及合金工具钢要求具有高硬度和高强度,回火温 度一般不超过 200℃。回火时具有次生硬化的合金结构钢、模具钢和高速钢等都在 5 00~650℃范围内回火。 回火
六、回火脆性
低温回火脆性 许多合金钢淬火成马氏体后在 250~400℃回火中发生的 脆 化 现 象 。已 经 发 生 的 脆 化 不 能 用 重 新 加 热 的 方 法 消 除 ,因 此 又 称 为 不 可 逆 回 火 脆 性 。 引起低温回火脆性的
回火软化性
原因已作了大量研究。普遍认为,淬火钢在 250~400℃范围内回火时,渗碳体在原 奥 氏 体 晶 界 或 在 马 氏 体 界 面 上 析 出 ,形 成 薄 壳 ,是 导 致 低 温 回 火 脆 性 的 主 要 原 因 。钢 中 加 入 一 定 量 的 硅 ,推 迟 回 火 时 渗 碳 体 的 形 成 ,可 提 高 发 生 低 温 回 火 脆 性 的 温 度 ,所 以含硅的超高强度钢可在 300~320℃回火而不发生脆化,有利于改进综合力学性能。
预先热处理
回 火 后 得 到 回 火 托 氏 体 ,指 马 氏 体 回 火 时 形 成 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 的 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 工件在 500℃以上进行的回火。 目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。 回 火 后 得 到 回 火 索 氏 体 ,指 马 氏 体 回 火 时 形 成 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 : 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。 工 件 淬 火 并 高 温 回 火 的 复 合 热 处 理 工 艺 称 为 调 质 。调 质 不 仅 作 最 终 热 处 理 ,也 可 作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。 45 钢正火和调质后性能比较见下表所示。 45 钢(φ20mm~φ40mm)正火和调质后性能比较
按回火温度范围,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。 (1)低温回火 工件在 250℃以下进行的回火。 目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性 回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。 力 学 性 能 : 58~ 64HRC, 高 的 硬 度 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。 (2)中温回火 工件在 250~500 ℃之间进行的回火。 目的是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。
回火
目录
钢的回火 注意事项 汽车排气管回火 钢的回火 注意事项 汽车排气管回火
一、钢的回火
回火是工件淬硬后加热到 AC1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室 温的热处理工艺。
回火一般紧接着淬火进行,其目的是: (a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂; (b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求; (c)稳定组织与尺寸,保证精度; (d)改善和提高加工性能。因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。
第一阶段回火(250℃以下) 马氏体在室温是不稳定的,填隙的碳原子可以在马 氏 体 内 进 行 缓 慢 的 移 动 ,产 生 某 种 程 度 的 碳 偏 聚 。 随 着 回 火 温 度 的 升 高 , 马 氏 体 开 始 分解,在中、高碳钢中沉淀出 ε-碳化物(图 2),马氏体的正方度减小。高碳钢在 50~ 100℃回火后观察到的硬度增高现象,就是由于 ε-碳化物在马氏体中产生沉淀硬化的 结果(见脱溶)。 ε-碳化物具有密排六方结构,呈狭条状或细棒状,和基体有一定 的取向关系。初生的 ε-碳化物很可能和基体保持共格。在 250℃回火后,马氏体内仍 保持含碳约 0.25%。含碳低于 0.2%的马氏体在 200℃以下回火时不发生 ε-碳化物沉 淀,只有碳的偏聚,而在更高的温度回火则直接分解出渗碳体。 回火
淬火钢的化学成分和组织,以及加热温度而有所不同(见马氏体相变)。
二次预热
三、碳钢的回火过程
淬 火 碳 钢 回 火 过 程 中 的 组 织 转 变 对 于 各 种 钢 来 说 都 有 代 表 性 。回 火 过 程 包 括 马 氏 体 分 解 ,碳 化 物 的 析 出 、转 化 、聚 集 和 长 大 ,铁 素 体 回 复 和 再 结 晶 ,残 留 奥 氏 体 分 解等四类反应。低、中碳钢回火过程中的转变示意地归纳在图 1 中。根据它们的反应 温度,可描述为相互交叠的四个阶段。 回火
高温回火脆性 许多合金钢淬火后在 500~550℃之间回火,或在 600℃以上温度 回火后以缓慢的冷却速度通过 500~550℃区间时发生的脆化现象。如果重新加热到 600℃ 以 上 温 度 后 快 速 冷 却 ,可 以 恢 复 韧 性 ,因 此 又 称 为 可 逆 回 火 脆 性 。已 经 证 明 ,钢 中 P、Sn、Sb、As 等杂质元素在 500~550℃温度向原奥氏体晶界偏聚,导致高温回火 脆性;Ni、Mn 等元素可以和 P、Sb 等杂质元素发生晶界协同偏聚(cosegregation),Cr 元 素 则 又 促 进 这 种 协 同 偏 聚 ,所 以 这 些 元 素 都 加 剧 钢 的 高 温 回 火 脆 性 。相 反 ,钼 与 磷 交 互 作 用 ,阻 碍 磷 在 晶 界 的 偏 聚 ,可 以 减 轻 高 温 回 火 脆 性 。稀 土 元 素 也 有 类 似 的 作 用 。 钢在 600℃以上温度回火后快速冷却可以抑止磷的偏析,在热处理操作中常用来避免 发生高温回火脆性。
中的淬火马氏体,是碳在 α-Fe 中的过饱和固溶体,具有体心正方结构,其正方度 c/a 随 含 碳 量 的 增 加 而 增 大 ( c/a= 1+ 0.045w t% C) 。马 氏 体 组 织 在 热 力 学 上 是 不 稳 定 的 ,有 向 稳 定 组 织 过 渡 的 趋 势 。许 多 钢 淬 火 后 还 有 一 定 量 的 残 留 奥 氏 体 ,也 是 不 稳 定 的 ,回 火 过 程 中 将 发 生 转 变 。因 此 ,回 火 过 程 本 质 上 是 在 一 定 温 度 范 围 内 加 热 粹 火 钢 ,使 钢 中 的 热 力 学 不 稳 定 组 织 结 构 向 稳 定 状 态 过 渡 的 复 杂 转 变 过 程 。转 变 的 内 容 和 形 式 则 视
四、合金元素的影响
对一般回火过程的影响 合金元素硅能推迟碳化物的形核和长大,并有力地阻 滞 ε-碳化物转变为渗碳体;钢中加入 2%左右硅可以使 ε-碳化物保持到 400℃。在碳 钢中,马氏体的正方度于 300℃基本消失,而含 Cr、Mo、W、V、Ti 和 Si 等元素的 钢,在 450℃甚至 500℃回火后仍能保持一定的正方度。说明这些元素能推迟铁碳过 饱和固溶体的分解。反之,Mn 和 Ni 促进这个分解过程(见合金钢)。
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