1、第九章 钢 的 回火第九章钢 的 回 火第一节回火组织转变及回火组织一、碳钢的回火组织转变 通常钢件淬火冷却到室温后的组织主要是马氏体和部分残留奥氏体，二者都是不稳定组织，有向稳定组织转变的强烈趋势。1.马氏体中碳原子的偏聚(20100)2.马氏体的分解(100250)第九章钢 的 回 火3.残留奥氏体转变(200300)(1)残留奥氏体的等温转变(2)残留奥氏体的二次淬火现象图9-1Fe-0.7C-1Cr-3Ni钢中残留奥氏体等温转变动力学曲线第九章钢 的 回 火4.碳化物析出与转变(250400)5.相的回复、再结晶和渗碳体的聚集长大(400600)(1)相的回复和再结晶(2)碳化物的聚集
2、长大图9-2Fe-1.2C钢水淬后690回火168h的等轴状晶粒和渗碳体组织第九章钢 的 回 火图9-3回火马氏体组织a)T13钢970水淬，150回火2h(1500)b)T12钢1100水淬200回火(电镜)(15000)c)20钢淬火后200回火(400)二、回火组织形貌1.回火马氏体 回火马氏体（tempered martensite）是低温回火（250）后的产物。第九章钢 的 回 火图9-4回火托氏体组织a)60Si2Mn钢870淬油,480回火(500)b)低碳钢(750)c)45钢扫描电镜(4500)2.回火托氏体 碳钢在中温回火（300500）后得到回火托氏体（tempered
3、troostite）。第九章钢 的 回 火3.回火索氏体 如淬火钢在500600高温回火中的再结晶完全进行，则得到的组织为等轴状铁素体基体上分布着较粗的碳化物颗粒，通常称该组织为回火索氏体（tempered sorbite）。图9-5回火索氏体组织a)40Cr钢600回火1h(1000)b)低碳钢(=0.18%)600回火96h，部分再结晶(750)第九章钢 的 回 火4.回火珠光体 淬火马氏体在650以上长时间回火后，回火组织由粗大的粒状渗碳体和等轴铁素体组成，常称之为回火珠光体（tempered pearlite）。第九章钢 的 回 火图9-6碳钢的回火硬度曲线第二节回火时力学性能及内应力
4、的变化一、力学性能的变化1.硬度变化第九章钢 的 回 火2.强度及塑性的变化 图9-7表示出了高碳钢、中碳钢及低碳钢的抗拉强度、屈服强度、弹性极限、断后伸长率和断面收缩率等力学性能随回火温度的变化情况。图9-7碳钢力学性能与回火温度的关系a)高碳钢b)中碳钢c)低碳钢第九章钢 的 回 火3.韧性变化 韧性变化的总趋势也是随回火温度升高而提高，但实践证明，许多钢的韧性并非随回火温度升高而单调提高，在某些温度范围内，韧性会显著下降。第九章钢 的 回 火二、内应力的变化 淬火后工件内存在的内应力可分为三种：第一类是存在于宏观区域内的内应力，主要由于工件不同区域温度变化及组织变化不同步所致；第二类是存
5、在于几个晶粒中的微观内应力；第三类是由于溶质原子及为保持共格关系等而造成晶格畸变产生的内应力。第九章钢 的 回 火图9-8内应力与回火时间的关系第九章钢 的 回 火三、合金元素在回火中的作用 总的来说，合金元素加入到钢中，并不改变淬火钢回火转变过程的一般规律和基本特征，合金元素的作用主要是提高钢的耐回火性，造成二次硬化，并影响钢的回火脆性。1.提高钢的耐回火性2.引起二次硬化第九章钢 的 回 火图9-91280淬火后的回火温度对W18Cr4V钢硬度的影响第九章钢 的 回 火四、回火脆性 如前所述，钢的韧性总的变化趋势是随回火温度提高而提高，但在350和500附近回火时，冲击韧度值将明显下降（图
6、9-10）。1.第一类回火脆性2.第二类回火脆性图9-1037CrNi3钢回火时硬度与冲击韧度的变化第九章钢 的 回 火五、非马氏体组织回火时的变化 工件淬火时，由于各部位的冷却速度不同，其组织也不同，大于临界淬火速度的部位形成马氏体，小于临界淬火速度的部位形成非马氏体组织（如下贝氏体、珠光体等）。1.非马氏体组织回火时的转变(1)珠光体组织的转变(2)下贝氏体的转变第九章钢 的 回 火2.非马氏体组织在回火时的性能变化 各种非马氏体组织的硬度随回火温度提高而降低。图9-11T9钢不同组织在回火时的硬度变化情况第九章钢 的 回 火第三节钢的回火工艺一、回火的目的和分类1.回火的目的钢在淬火后，
7、一般不能直接使用。2.回火的分类按照回火温度的不同，可将回火分为如下四类：(1)低温回火(low(2)中温回火(medium(3)高温回火(high(4)软化回火第九章钢 的 回 火二、回火工艺1.回火温度生产中通常按工件的硬度要求来选择回火温度。(1)计算法(2)查表法第九章钢 的 回 火表9-1常用钢材回火温度与硬度对照表第九章钢 的 回 火表9-1常用钢材回火温度与硬度对照表第九章钢 的 回 火图9-12共析碳钢的回火硬度与回火温度、时间的关系曲线(3)查图法第九章钢 的 回 火2.回火时间 确定回火时间的基本原则是，保证工件透热和组织转变能充分进行。表9-2不同回火温度下的K值和A值3
8、.回火冷却方式 因回火温度较低，在空气炉或浴炉中加热的主要方式是对流，为此应尽量采用强制加热介质对流的方法，以达到快速和均匀加热的目的。第九章钢 的 回 火三、其他回火方法1.快速回火 快速回火（quickly tempering）工艺要点是，适当提高回火温度，以缩短回火时间。2.自回火 利用局部或表层淬硬工件内部余热使淬硬部分回火的工艺称为自回火（self tempering），也称自热回火。第九章钢 的 回 火3.带温回火 大型合金钢模具，油淬不必冷到底，在100200出油后，立即送入炉中进行回火，以减小变形，防止开裂，这种工艺称为带温回火。四、回火后的稳定化处理 淬火件回火（主要是低温回火）后，其组织未完全稳定，应力也消除不彻底，在长期使用过程中，会继续发生转变，导致组织、尺寸的变化，使工件失去应有的精度。第九章钢 的 回 火五、淬、回火件的质量检验工件经淬火、回火后主要进行如下检验：(1)外观检验(2)表面硬度(3)金相组织(4)畸变第九章钢 的 回 火六、回火常见缺陷 常见的回火缺陷有硬度过高和过低、硬度不均匀以及回火变形及脆性等。(1)硬度不合格(2)回火后工件发生畸变(3)韧性过低
