wxm淬火钢在回火时组织状态变化.ppt

淬火钢在回火时的组织状态的变化 四、实验原理 3、回火原因 淬火后得到的是马氏体或马氏体与残余奥氏体，在室温下为亚稳定状态，都趋于向铁素体加渗碳体（碳化物）的稳定状态变化。 4、回火的分类 1）、低温回火（150~250）oC 目的：保持淬火钢的高硬度和高耐磨性，降低淬火应力,减少钢的脆性。硬度为58--64HRC。 组织：回火马氏体 应用：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳淬火件和表面淬火件。 2）、中温回火（350~500）oC 目的：获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。又称弹性处理。硬度为35--45HRC. 组织：回火屈氏体 应用：弹性零件及热锻模具等。 3）、高温回火（500~650）oC 目的：获得良好的综合力学性能。 硬度为25--35HRC. 组织：回火索氏体。 应用：各种重要结构零件如螺栓、齿轮及轴承。 5、淬火钢在回火时的组织转变 (一)、马氏体中碳原子的偏聚 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，存在于体心立方扁八面体中的碳原子将使晶体点阵产生严重畸变，使马氏体处于不稳定状态。 为了降低能量，在100℃左右，碳原子就偏聚于位错或孪晶界面，或板条界，形成微小的碳的富集区。 例如：含碳0.21%的Fe-C合金，奥氏体化后淬火，150℃回火10分钟，用原子探针测得α基底含碳0.03 %，而板条马氏体的条界碳含量为0.42 %，说明淬火或回火过程中，碳偏聚于板条。 (二)、马氏体的分解 此过程发生在温度高于100℃时，随回火温度的升高及时间的延长，富集区的碳原子发生有序化然后转变为碳化物。 (三)、残余奥氏体的转变 残余奥氏体在250℃～300℃间回火时发生分解； 残余A分解成为ε碳化物和过饱和α，但组织仍是回火马氏体（或下贝氏体）； 在回火第二阶段中，残余A转变为回火马氏体的同时，M还在继续分解； M的继续分解会使钢的硬度降低，但由于较弱的残余A转变成较硬的下贝氏体，因此钢的硬度并没有明显降低，但淬火内应力进一步减小。 (四)、碳化物的转变 马氏体分解及残余奥氏体转变形成的ε－碳化物是亚稳定的过渡相。当回火温度升高到250～400℃时，ε－碳化物则向更稳定的碳化物转变。 碳钢中比ε－碳化物稳定的碳化物由两种：一种是x－碳化物，分子式Fe5C2，具有单斜晶格。另一种是更稳定的θ－碳化物，即渗碳体。 (五)渗碳体的聚集长大以及α相再结晶 当回火温度超过600℃时，细粒状渗碳体迅速聚集并粗化。 在碳化物聚集长大的同时，α相状态在不断变化。 当回火温度为400～600℃时，由于马氏体分解、碳化物转变以及聚集长大，使α相的晶格畸变大大减少，因此残余应力基本消除。 在回火过程中， α相也会发生回复与再结晶。 在400℃以上时，开始回复，即板条界的位错通过攀移、滑移而消失。位错密度下降，板条合并、变宽。 当亚结构为孪晶时，经400℃回火后也消失，但片状特征仍存在。 总结： 淬火碳钢在不同温度回火，可得到不同的组织： 350℃以下回火，得到针状α相+ ε碳化物，即回火马氏体 (碳化物存在于板条或片内)，记作M′； 400℃～500℃回火，得到针状α相+细粒状θ碳化物，即回火屈氏体记作T′ ； 500℃～650℃回火，得到多边形α相+粗粒状θ碳化物，即回火索氏体，记作S。 共析碳钢淬火回火后的组织与性能 七、典型淬火钢回火组织观察 1. 20Cr 950℃加热-油冷 板条M 2. 20Cr 840℃加热-油冷 板条M+F 3. 45 760℃加热-水冷 M+F 4. 45 840℃加热-水冷 M(混合型) 5. 45 950℃加热-水冷 粗大M 6 45钢 840℃水淬+200℃回火 回火M 7 45钢 840℃水淬+400℃回火 回火T 8 45钢 840℃水淬+650℃回火 回火S 9. T10 780℃加热-水冷 M+ A′ +Fe3C 10. T10 840℃加热-水冷 M+ A′ 11 T10 950℃加热-水冷 粗大M+A′ 12 T10钢 780℃水淬+200℃回火 回火M +较少A? +K 13 T10钢 780℃水淬+400℃回火 回火T+K 14 T10钢 780℃水淬+650℃回火 回火S+K 回火M转变为在保持M形态的F基体上分布着极其细小的渗碳体颗粒 由原来M组织形态变成多边形F与颗粒状渗碳体组成的组织称为回火S。 回火M转变为在保持M形态的F基体上分布着极其细小的渗碳体颗粒 * * 一、实验目的 掌握