轴承钢的淬火回火组织

lihuashi

一、淬火过程中的组织转变：
把具有球化退火组织的工件加热加热到AC1~AC3之间进行保温时，F基体转变为A，颗粒状K溶入A中扩散均匀化，同事A晶粒也不断长大，在随后的冷却过程中，如以足够快的速度冷至Ms一下，A转变为M，溶入A中的碳原子保留在M中，随着工件温度的减低，越来越多的A转变为M，未转变的A被保留下来成为残余A（A′）。加热过程中未溶入A的K在冷却过程中不发生变化，成为残留K。使其淬火后最终组织为：M+K+A′。（图片）
如在Ms以上冷却速度不是足够快，则在冷却过程中，部分的A首先转变为P型组织，或者B型组织，剩余的A在继续冷却过程中转变为M，最终组织为：M+K+A′+P（B）。

二、回火过程中的组织转变：
第一阶段：
过饱和的碳原子向一定晶面偏聚，形成薄片状偏聚区。这些偏聚区的碳含量高于M中的的平均碳含量，随着回火温度的提高，ε型碳化物沿M的惯析面析出，ε型碳化物是由几十埃的小粒子组成约1000埃左右的条状薄片。（参考洛阳轴承研究所的微观释义）
第二阶段：
残余A发生分解，此时残余A的转变为过饱和的α固溶体和碳化物组成的混合体，其产物类似于下B和回火M。GCr15钢在正常的淬火工艺下所获得的残余A，当回火温度达到250℃左右并保持一定时间，就将分解完毕。
第三阶段：
K将聚集长大，并向Fe3C型K转变，在碳原子偏聚区形成Fe3C。

M是碳在α_Fe中的过饱和固溶体，是亚稳定相，过饱和的碳原子有从固溶体中自发析出的趋势，低温回火就是不断的从M内析出与M共格的ε碳化物。
低温回火析出的ε碳化物是极薄的层，在普通金相显微镜下是看不到的，其析出的结果，是M的抗腐蚀能力大大降低，所以试样经浸蚀后，在显微镜下颜色发暗（国外的轴承钢淬火回火后腐蚀就不存在这种情况，反而是表面发黄和球化组织腐蚀时出现一样的特征，估计原因可能是他们用的材料的问题，虽然是GCr15但是其中所添加的微量元素，却是轴承公司要求添加的，而且现在也不知道具体成分。），回火温度越高，这种特征越明显。

三、淬火工艺参数对组织形态的影响：
随淬火温度的升高，残留的K变小，变少，晶粒变粗，残余A增多。
淬火的M可按M粗细分为：隐晶M，细小结晶M，针状M。淬火温度越高，M越粗，其形态逐渐由隐晶M向细小结晶M，针状M转变，直到最后全部转变为粗大的针状M。
在金相组织中往往见到一些黑区和白区，这主要是由于原材料中的粒状K分布不均所造成的，黑区往往是残余K教集中区，白区则是残留K较稀少区（参考洛阳轴承研究所组织判定方法）。这也造成在评级过程中以黑白区所占比例的多少来评定组织的好坏，这是不正确的判断方法，所谓的“黑区”是隐晶M区，因为隐晶M在光学显微镜下很难看清其真正形貌，所以显示为模糊的“黑区”，而“白区”则是细小结晶M和残余A，在显微镜下也很难辨别区分，所以显示为“白区”。
上述的组织判定方法是个人的一些看法，其中难免有不正确之处，希望各位能够及时提出并指正。

四、回火组织评定的原则：
1、按M粗细程度和残余A数量；
2、按残余K数量多少和颗粒大小；
3、按屈氏体组织的形态、大小和数量。（由于出现在中高温回火中，所以没有相关图片提供）

五、淬回火组织级别说明：
1级：
隐晶M+较多的残留K和少量的残余A
说明：基体组织细而均匀，残留K多而颗粒较粗，残留A光学显微镜下看不到，轻腐蚀后有时会出现小块状屈氏体。（欠热组织）

2级：
隐晶M+细小结晶M+适量的残留K+残余A
说明：
以隐晶M为主，残留K沿晶界不断溶解，并出现布纹状的细小结晶M，白色区增多，残留A显示不明显。

3级：
细小结晶M+隐晶M+少量细小针状M+较少量残留K+残余A
说明：基体组织黑白差明显，白色区组织为布纹状且局部出现细小针状M，但针状M在500倍光学显微镜下显示不清晰。残留K不大于2级（点链状K增多，条状K稍粗，局部K形成断续大晶格网格，不封闭）。

4级：
细小结晶M+隐晶M+少量细小针状M+较少量残余K+较多残余A
说明：基体组织较粗，黑白差异大，白色区出现细小针状，M细小针间出现残余A墙，残留K减少，颗粒细，局部区域K已经全部溶解。

5级：
细小结晶M+少量隐晶M+局部小针状M+少量残留K+较多残余A
说明：基体组织粗，黑白差异大，白区增多，局部区域有明显的细小针状M间有残余A显示，残留K颗粒更细或K颗粒大小和分布均匀性很差，局部区域K已经全部溶解。

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第二张常规淬火图片

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淬火后金相组织

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淬火后金相组织1000X

gongxin

不错的资料介绍。

chentw

对轴承钢的热处理介绍的比较详细，资料不错。

NJ811026

感谢楼主，不错 的资料

wei819819

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