82材料科学与工程专业《金属热处理原理及工艺》课件第八章淬火与.pptx

8.2 回火;一、回火时钢的组织转变;一、回火时组织转变 按回火温度划分如下阶段，但各阶段也不是单独发生，而是相互重叠的。 1.碳原子偏聚（时效阶段） ——(100℃以下) 由于淬火马氏体为过饱和固溶体，组织中有大量亚结构。 位错马氏体，低温下C、N原子短程扩散到位错线附近 孪晶马氏体，低温下C 、N原子短程扩散聚集到某一晶面 ;; （1）高碳马氏体分解 a.马氏体双相分解（100～150 ℃ ） 当温度低于150℃时，回火后可出现两种不同正方度的M。; 双相分解机制： a) 在碳原子的富集区，形成碳化物核，周围碳原子的扩散促使其长大。但由于温度低，进行的仅仅是近程扩散，从而形成具有二个浓度的α相，析出的碳化物粒子也不易长大。 b) 在高碳区继续形成新核，随时间延长，高碳区逐渐变成低碳区，高碳区减少。 c) 低碳区增多，平均成分将至0.25?0.3%，与原始碳量、分解温度无关。 ; b.马氏体单相分解（150--250 ℃ ） 当温度高于150℃时，碳原子扩散能力加大，α相中不同浓度可通过长程扩散消除，析出的碳化物粒子可从较远处得到碳原子而长大。故在分解过程中，不再存在两种不同碳含量的α相，碳含量和正方度不断下降，当温度达300℃时，正方度c/a接近1。 ; （2）低碳及中碳马氏体的分解 低碳钢及中碳钢MS点高，淬火过程中会发生碳原子偏聚及碳化物析出，这一特征称为自回火。淬火后，在150℃回火时，不再发生碳化物的析出。当回火温度高于200℃时，发生单相分解析出碳化物。中碳钢正常淬火得到板条与片状马氏体的混合组织，并有低碳、高碳马氏体特征。 ;; 总之，这一阶段转变完成后，钢的组织是由有一定过饱和度的α固溶体和与其有共格关系的ε碳化物所组成的复相混合组织，称为回火马氏体(如图)。 M → M回（α’＋ε-碳化物） 在普通金相显微镜下，观察不出回火马氏体中的ε碳化物。回火马氏体在形态上与淬火马氏体相似，但回火马氏体易腐蚀，呈黑色组织。 ;20钢980℃淬火+200℃回火组织（400倍）;T12钢1100℃淬火+200℃回火组织（400倍）;T12钢780℃淬火+200℃回火组织（400倍）;;3.残余奥氏体分解（200--300 ℃ ）;回火屈氏体; 综上所述 1.板条马氏体 马氏体中的碳原子全部析出，在原马氏体内或晶界上析出渗碳体。α相仍保持原M的形态。 2.片状马氏体 ε碳化物溶解，形成χ碳化物（χ—Fe5C2），χ碳化物再转变成渗碳体。χ碳化物仍与基体保持共格关系。渗碳体与基体无共格关系。α相中的孪晶亚结构消失。 这一阶段转变完成后, 钢的组织由饱和的针状α相和细小粒状的渗碳体组成，这种组织称为回火屈氏体。回火屈氏体仍保持原马氏体的形态，但模糊不清。 ;5.α相状态变化和碳化物聚集长大（400--700 ℃ ） 主要发生如下变化： 内应力消除： 宏观区域性内应力（工件内外），550 ℃全部消除； 微观区域性内应力（晶粒之间）， 500 ℃基本消除； 晶格弹性畸变应力（碳过饱和）， ε转变完即消除。 回复与再结晶：回火使亚结构（位错、孪晶）消失；板条和片状马氏体特征保留（回复）、消失（再结晶）。 碳化物聚集长大：原棒状、片状、粒状渗碳体消失、溶解，并逐渐球化长大，越来越粗大。 产物：等轴状铁素体＋均匀的球状碳化物 ——回火索氏体。;回火索氏体;回火组织（M回、T回、S回）比较;回火组织（M回、T回、S回）比较;T8钢的回火组织（M回、T回、S回）;问题：1、回火组织M回、T回、S回的性能有何差别？ 2、 T回与T、S回与S，在组织和性能上有何差别？;二、回火组织机械性能 回火组织机械性能取决于回火组织 ;;;碳钢淬火后回火时的力学性能的变化总结 ; 随温度升高，淬火组织将发生五个阶段变化： 马氏体中碳原子偏聚（100℃以下） 马氏体的分解（100～250℃） 产物：M回 残余奥氏体的转变（200～300℃） 产物：M回（主要）+ B下（微量） 碳化物析出和转变（250～400℃） 产物：T回 α相状态变化及碳化物聚集长大（400 ℃) 产物： S回;三、合金元素对回火的影响;;1.提高钢的回火抗力 Me对低温回火的影响较小 中、高温下， Me阻碍碳的扩散，显著提高了马氏体的分解温度。 Me可阻止碳化物长大和F等轴化