第九章 钢的回火转变及回火-1.ppt

第九章 钢的回火转变及回火 第九章 钢的回火转变及回火 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.2 碳钢回火后的力学性能 9.3 合金元素对回火转变的影响 9.4 回火脆性 9.5 回火工艺 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.1 碳原子的偏聚 9.1.2 马氏体的分解 9.1.3 残余奥氏体的转变 9.1.4 渗碳体的形成 9.1.5 a相的回复再结晶和碳化物的聚集长大 9.1 淬火钢回火时的组织转变 (1) 碳原子的偏聚——回火的预备阶段 (25℃~100℃以下) (2) 马氏体的分解——回火第一阶段 (100℃~250℃)； (3) 残余奥氏体的转变——回火第二阶段 (200℃~300℃) (4) 渗碳体的形成——回火第三阶段 (250℃~400℃) (5) a相的回复再结晶和渗碳体的聚集长大—回火第四阶段 (400℃以上) 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.1 碳原子的偏聚 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.1 碳原子的偏聚 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.1 碳原子的偏聚 在低碳板条马氏体中，碳、氮原子或者偏聚于位错附近的间隙位置，与位错相结合，形成富碳、氮原子的偏聚区；或者沿{110}M晶面形成富碳、氮的原子团。当w（C）小于0.25%时回火马氏体中不会出现碳原子集群。 在高碳片状马氏体中，则碳原子多偏聚在晶体中的一定晶面（如孪晶面）上，碳原子集群化，形成预脱溶原子团，进而形成长程有序化或调幅结构。 透镜状马氏体的偏聚区 透镜状马氏体，由于低能量的位错位置很少，除少量碳原子向位错线偏聚外，大量碳原子将向垂直于马氏体C轴的(100)M面或孪晶面{112}M上富集，形成薄片状偏聚区，其厚度只有零点几纳米，直径约为1.0nm。 Fe-0.78C-0.65Mn钢，经1200℃、2h奥氏体化后水淬成马氏体并立即在液氮中深冷，再在室温时效 24h，然后用原子探针测量。结果得出，a基底碳含量为 0.57%，低于平均碳含量，而孪晶界的碳含量为 1.45%。 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.1 碳原子的偏聚 碳原子偏聚团仅仅包含几个碳原子，呈透镜状，惯习面为{100}g，称为“弘津气团”。 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.1 碳原子的偏聚 室温回火马氏体是以调幅分解机理进行分解的。 Fe-Ni-C合金马氏体在室温短时间时效后，一个精细尺度、粗花呢织物状的碳浓度调幅组织沿马氏体的〈203〉方向形成，马氏体内形成一些微小富碳区和贫碳区，相间地规则分布。 室温下碳原子迁移0.2nm的距离则需要20s。这表明，碳原子在室温仍有一定的扩散能力。 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1.2.1 高碳马氏体的分解 (1) 高碳马氏体的双相分解 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1.2.1 高碳马氏体的分解 (1) 高碳马氏体的双相分解 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1.2.1 高碳马氏体的分解 (2) 高碳马氏体的单相分解 150℃~300℃，碳原子的活动能力有所提高，能进行较长距离扩散。因此，ε-碳化物可从较远处获得碳原子而长大，马氏体的碳浓度连续不断地下降，不会出现两种不同碳浓度截然不同的a相。这就是所谓连续式分解。 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1.2.2 低碳马氏体的分解 含碳量w（C）低于0.2%的板条马氏体在100~200℃之间回火时没有ε碳化物的析出，C原子仍然偏聚在位错线附近。这是由于C原子偏聚的能量状态低于析出碳化物的能量状态。当回火温度高于200℃时，才有可能通过单相分解析出碳化物，使a基体中的碳含量降低。 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1.2.3 中碳钢马氏体的分解 中碳钢在正常淬火时得到低碳板条位错马氏体与高碳片状孪晶马氏体的混合组织，故回火时也兼具低碳马氏体与高碳马氏体的分解特征。 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 9.1 淬火钢回火时的组织转变 9.1.2 马氏体的分解 回火第一阶段转变后，钢的组织由过饱和度