回火的阶段分析
回火1.
回火工艺
回火是将钢件淬硬后,再加热到Ac1以下某一温度,保温后冷却到室温的热处理。回火一般在淬火后随即进行。淬火与回火常作为零件的最终热处理。
2.
回火目的
(1)
减小和消除淬火时产生的应力和脆性,防止和减小工件变形和开裂;
(2)
获得稳定组织,保证工件在使用中形状和尺寸不发生改变;
(3)
获得工件所要求的使用性能。
3.
淬火钢在回火时的组织转变
淬火后钢的组织是不稳定的,具有向稳定组织转变的自发倾向。回火加速了自发转变的过程。淬火钢在回火时,随着温度的升高,组织转变可分四个阶段。
第一阶段(80~200℃):马氏体分解
马氏体内过饱和的碳原子,以ε碳化物形式析出,使马氏体的过饱和度降低。ε碳化物是弥散度极高的薄片状组织。这种马氏体和ε碳化物的回火组织称回火马氏体。此阶段钢的淬火内应力减小,韧性改善,但硬度并未明显降低。
第二阶段(200~300℃):残余奥氏体分解
在马氏体分解的同时,降低了对残余奥氏体的压力,使其转变为下贝氏体。这个阶段转变后的组织是下贝氏体和回火马氏体。淬火内应力进一步降低,但马氏体分解造成硬度降低,被残余奥氏体分解引起的硬度升高所补偿,故钢的硬度降低并不明显。
第三阶段(300~400℃):马氏体分解完成和渗碳体的形成
马氏体继续分解,直至过饱和的碳原子几乎全部由固溶体内析出。与此同时,ε碳化物逐渐转变为极细的稳定碳化物Fe3C,此阶段到400℃全部完成,形成尚未再结晶的针状铁素体和细球状渗碳体的混合组织,称为回火托氏体。此时钢的淬火内应力基本消除,硬度有所降低。
第四阶段(400℃以上):固溶体的再结晶与渗碳体的聚集长大
温度高于400℃后, 固溶体发生回复与再结晶,同时渗碳体颗粒不断聚集长大。 当温度高于500℃时,形成块状铁素体与球状渗碳体的混合组织,称为回火索氏体。钢的硬度、强度不断降低,但韧性却明显改善。
必须指出:以上四个阶段是在不同温度范围进行的,但四个温度范围有交叉,所以钢在回火以后所表现出的性能是这些变化的综合结果。
4. 回火种类及应用
按回火温度不同,回火分为以下三种:
(1)低温回火(150~250℃)
回火后组织为回火马氏体。其目的是减小淬火应力和脆性,保持淬火后的高硬(58~64HRC)和耐磨性。主要用于处理量具、刃具 、模具、滚动轴承以及渗碳、表面淬火的零件。
(2)中温回火(350~500℃)
回火后组织为回火托氏体。其目的是获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。硬度一般为35~50HRC。主要用于处理各种弹簧、锻摸等。
(3)高温回火(500~650℃)
钢件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质后的组织为回火索氏体,硬度一般为200~350HBS。其目的是为获得强度、塑性、韧性都较好的综合力学性能。广泛用于各种重要结构件(如轴、齿轮、连杆、螺栓等),也可作为某些精密零件的预先热处理。 哈工大的金属热处理那本书中有更详尽的解释。 回火的阶段分析
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