钢的回火是什么(2)

　　(4)碳化物的转变

　　在250?400℃温度区间回火时马氏体内过饱和的碳原子几乎全部脱溶α相的含碳量几乎已达到平衡含碳量(0.001%--0.02%)在低温下析出的碳化物(FexC)将转变为粒状碳化物化(Fe3C)α相在降低含碳量的同时点阵晶格畸变开始消失。嵌镶块遂渐长大变成多边形晶粒也就是铁素体的恢复。这种由针状α相和与其无共格联系的细小顆粒与片状碳化物组成的机械混合物一般称为回火屈氏体。其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物。

　　(5)渗碳体的聚集长大和α相回复、再结晶

　　回火温度高于400℃后析出的渗碳体开始聚集球化与粗化这一过程是逋过小顆粒溶解大颗粒沉积长大的机制进行的。在400℃以上回火时α相已开始明显回复即铁素体中的位错密度降低剩下的位错通过重排、多边化形成位错网络、将铁素体晶粒分割成许多亚晶粒但仍保持马氏体的外形。回火温度高于600℃时α相开始再结晶通过界面移动逐渐长大成等轴状晶粒这时粒状渗碳体均勻分布在铁素体内同时马氏体的针状形态消失。这种等轴状铁素体和细颗粒状渗碳体的机械混合物称为回火索氏体。

　　综上所述碳钢或低合金钢的回火分为5个阶段并主要得到回火马氏体组织、回火屈氏体组织和回火索氏体组织。由于回火的各阶段受扩散因素所控制因此其转变取决于回火温度和时间其中温度是最主要的因素。合金元素对回火转变有很大影响一般都起阻碍作用使回火转变的各阶段温度向高温推移。

　　3.淬火钢回火时力学性能的变化

　　淬火钢回火时由于组织发生了变化故其力学性能也发生了相应的变化。

　　(1)硬度

　　淬火钢回火时硬度的变化规律。总的变化趋势是随着回火温度升高钢的硬度连续下降。但含碳量大于的高碳钢在100℃左右回火时硬度反而略有升高,这是由于马氏体中碳原子的偏聚及ε-碳化物析出引起弥散硬化造成的。在200?300℃回火时硬度下降平缓。这是由于一方面马氏体分解使硬度降低另一方面残余奥氏体转变为下贝氏体或回火马氏体使硬度升高二者综合影响的结果。回火温度超过300℃以后由于ε-碳化物转变为渗碳体共格关系被破坏以及渗碳体聚集长大使钢的硬度呈直线下降。

　　钢中合金元素能在不同程度上减小回火过程中硬度下降的趋势提高回火稳定性。强碳化物形成元素还可在髙温回火时析出弥散的特殊碳化物使钢的硬度显著升高造成二次硬化。

　　(2)强度和韧性

　　随着回火温度的提高一般来说钢的强度指标屈服点(σ s )、抗拉强度(σ b )不断下降而塑性指标伸长率(δ)、断面收缩率(ψ)不断上升。在350℃左右回火时钢的弹性极限达到极大值在400℃以上回火时钢的伸长率(δ)、断面收缩率(ψ)上升最显著。45钢淬火后的强度并不高且塑性很差。如在200?300℃回火得到回火马氏体且由于内应力消除使其强度达到极大值;在350?500℃回火组织为回火屈氏体弹性极隈最高韧性也较好!在450?600℃回火得到的组织为回火索氏体具有良好的综合力学性能即较高的强度与良好的塑性、韧性相配合。

　　4.二次硬化

　　铁碳合金在一次或多次回火后提髙了硬度的现象称为二次硬化这种硬化现象是由于特殊碳化物的离位析出和(或)残余奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致。某些髙合金钢(如髙速钢、高辂模具钢等)尤为突出它们在一定温度回火后工件硬度不仅不降低反而比其淬火态要髙得多。产生二次硬化的原因有以下两个方面。

　　(1)马氏体转变过程中的弥散强化作用

　　钢中含有强烈碳化物形成元素如Cr、Mo、W、V、Ti、Nb等富集于渗碳体中。当回火温度较高时(400℃以上)这些强烈碳化物形成元索在渗碳体中富集到超过其饱和浓度后便发生由渗碳体转变为特殊碳化物的过程。这些特珠碳化物比渗碳体更为坚硬而且它形成时以高度弥散的粒子析出于基体中不易聚集长大,引起α相固溶碳量增大并钉扎位错阻碍运动起着弥散强化作用。

　　(2)残余奥氏体转变成回火马氏体或下贝氏体

　　这类钢中的残余奥氏体在回火加热、保温过程中不发生分解而在随后的回火冷却过程中转变为马氏体或下贝氏体这种现象称为二次淬火。二次淬火也是二次硬化的原因之一但它与析出特殊碳化物的弥散强化相比其作用较小只有当淬火钢中残余奥氏体量很高时其作用才较显著。

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