6.6 淬火钢回火时机械性能变化.ppt

6.6 淬火钢回火时机械性能的变化 淬火钢回火时，随回火温度的升高，发生了碳化物的析出、转化、聚集过程，α相也发生变化，内应力减少等变化，故机械性能随之发生变化。 l．硬度 淬火钢回火时硬度的变化规律，总的趋势是随着回火温度升高，钢的硬度连续下降。但含碳量大于0.8％的高碳钢在100℃左右回火时，硬度反而略有升高。这是由于高碳马氏体中碳原子偏聚造成的。 2.强度和韧性 淬火钢的强度和韧性随着回火温度的升高，钢的强度指标σb和σs不断下降，而塑性指标δ和ψ则不断上升，在400℃以上回火时提高得最为显著。在350℃左右回火时，钢的弹性极限达到极大值。 3.回火脆性 淬火马氏体回火时冲击韧性总的变化趋势是随着回火温度升高而增大。 但某些钢在某段温度回火时，可能出现韧性显著降低的现象，称这种现象称为钢的回火脆性。 1)第一类回火脆性 第一类回火脆性几乎在所有的钢中都会出现。低温回火脆性的起因，近年来所有的研究者几乎一致地认为，马氏体分解过程中θ－Fe3C和X–Fe5C2取代“Dc”或 “Hc＋η”状态的反应初期，θ－Fe3C和X–Fe5C2相的不均匀分布是基本原因。 这类回火脆性产生以后无法消除，故又称为不可逆回火脆性。 中碳镍铬钢中的回火脆性 2)第二类回火脆性 第二类回火脆性主要在合金结构钢中出现，碳素钢一般不出现这类回火脆性，当钢中含有Cr、Mn、P、As、Sb等杂质元素时，第二类回火脆性增大。 将脆化状态的钢重新回火，然后快速冷却，即可以消除回火脆性。 再于脆化温度区间加热，然后缓冷，回火脆性又重新出现，故又称第二类回火脆性为可逆回火脆性。 第二类回火脆性的原因 近年来的研究指出，回火时Sb、Sn、As、P等杂质元素在原奥氏体晶界上内吸附（偏聚）或以化合物形式析出，降低了晶界的断裂强度，是导致第二类回火脆性的主要原因。 Cr、Mn、Ni等合金元素不但促进这些杂质元素向晶界上的内吸附，而且本身也向晶界偏聚，进一步降低了晶界的强度，从而增大了回火脆性倾向。 Mo、W等合金元素则抑制这些杂质元素向晶界上进行内吸附，故可减弱回火脆性倾向。 如果在回火脆性区长时间停留，杂质元素有足够的移动时间向晶界偏聚，快冷和Mo、W元素的抑制作用就会消失。 防止第二类回火脆性的措施： 1、对于以回火脆性敏感性较高的钢制造的小尺寸的工件，可采用高温回火后快速冷却的方法，可以减少第二类回火脆性； 2、提高钢的纯度，减少单位晶界面积上杂质元素的偏聚量； 回火马氏体 回火马氏体是淬火钢低温回火的转变产物。 由碳的过饱和α′基体与ε－碳化物、碳原子偏聚团组成的整合组织. 回火托氏体 回火托氏体是中温回火的转变产物，是由已发生回复的铁素体基体与极为细小的θ－碳化物所构成整合组织。铁素体尚未完成再结晶. 由于此时碳化物极其细小,在光学显微镜下难以分辨其内部形态,看到一片黑色的组织形貌.称其为回火托氏体,以往的书刊中称其为回火屈氏体. 回火索氏体 回火索氏体是高温回火的转变产物。 由铁素体基体上弥散均匀地分布着颗粒状的θ－碳化物或特殊碳化物所构成，铁素体发生再结晶,变成等轴状晶粒, 在光学显微镜下放大500倍以上能够分辨其铁素体基体上分布着颗粒状的碳化物.这种整合组织称为回火索氏体。 但实际生产中，将仍然保持着马氏体或贝氏体的条片状特征，其上分布着颗粒状的碳化物的，也称为回火索氏体. * * 内蒙古科技大学 刘忠昌教授 ３、在钢中加入适量的Mo、W等合金元素，来抑制杂质元素向晶界内吸附，从而降低钢的回火脆性，对于大截面工件用钢采用这种方法效果较好； ４、对亚共析钢可采用在 Ac1－Ac3两相区亚温加热淬火的方法，使有害杂质元素溶入铁素体中，从而减小这些杂质在原始奥氏体晶界上的偏聚，可显著减弱回火脆性； ５、采用形变热处理方法也可减弱回火脆性。