【干货资源】热处理“四把火”--回火

回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温适当时间后，置于空气或水中冷却的工艺。

1、回火的目的

⑴减少或消除淬火内应力, 防止变形或开裂。

⑵获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。

⑶稳定尺寸。淬火M和A’都是非平衡组织，有自发向平衡组织转变的倾向。回火可使M与A’转变为平衡或接近平衡的组织，防止使用时变形。

⑷对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用回火软化既能降低硬度，又能缩短软化周期。

未经淬火的钢回火无意义，而淬火钢不回火在放置使用过程中易变形或开裂。钢经淬火后应立即进行回火。

上图为螺杆表面的淬火裂纹

2、钢在回火时的转变

淬火钢回火时的组织转变主要发生在加热阶段。随加热温度升高，淬火钢的组织发生四个阶段变化。

回火时组织转变

①马氏体的分解

＜100℃回火时，钢的组织无变化；

100-200℃加热时，马氏体将发生分解,从马氏体中析出碳化物(FeXC)，使马氏体过饱和度降低。析出的碳化物以细片状分布在马氏体基体上，这种组织称回火马氏体，用M回表示；

在光镜下M回为黑色，A’为白色；

＜0.2%C 时，不析出碳化物。只发生碳在位错附近的偏聚。

②残余奥氏体分解

200-300℃时,  由于马氏体分解，奥氏体所受的压力下降,Ms 上升，A’分解为碳化物(FeXC)和过饱和铁素体，即M回。

③碳化物(FeXC)转变为Fe3C

发生于250-400℃，此时，碳化物(FeXC)溶解于F中，并从铁素体中析出Fe3C。

到350℃, 马氏体含碳量降到铁素体平衡成分, 内应力大量消除，M回转变为在保持马氏体形态的铁素体基体上分布着细粒状Fe3C组织，称回火托氏体，用T回表示。

④Fe3C聚集长大和铁素体多边形化

400℃以上, Fe3C开始聚集长大。

450℃ 以上铁素体发生多边形化，由针片状变为多边形.

这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状Fe3C的组织称回火索氏体，用S回表示。

上图为回火索氏体

回火时的性能变化

回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高。

200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。

200-300℃，由于高碳钢中A’转变为M回, 硬度再次升高。

大于300℃,由于Fe3C粗化，马氏体转变为铁素体,硬度直线下降。

3、回火脆性

淬火钢的韧性并不总是随温度升高而提高。

在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称回火脆性。

①第一类回火脆性

又称不可逆回火脆性。是指淬火钢在250-350℃回火时出现的脆性。

这种回火脆性是不可逆的，只要在此温度范围内回火就会出现脆性，目前尚无有效消除办法。

回火时应避开这一温度范围。

②第二类回火脆性

又称可逆回火脆性。是指淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性。

回火后快冷不出现，是可逆的。

防止办法：

⑴回火后快冷。

⑵加入合金元素W (约1%)、 Mo(约0.5%)。该法更适用于大截面的零部件。

回火种类

根据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。

淬火加高温回火的热处理称作调质处理，简称调质。

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@文章来源于：热处理小课堂

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