钢的热处理——钢的回火转变.ppt

第六章钢的回火转变回火的定义：
将淬火零件重新加热到低于临界点A1某一温度加热保温，使淬火亚稳组织发生转变为稳定的回火组织，并一适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺过程。
回火目的：
（1）使淬火得到的亚稳组织转变为稳定的回火组织；
（2）提高淬火钢的塑性和韧性，降低脆性；
（3）降低或消除淬火引起的残余应力，防止变形和开裂，稳定工件尺寸。淬火钢组织：M+Ar
回火转变的四个阶段：
（1）马氏体分解，室温～350℃；
（2）残余奥氏体转变，200℃300℃，属于低温回火，得到回火马氏体(M')；
（3）碳化物的析出和变化，250400℃,属于中温回火，得到回火屈氏体(T')；
（4）a相的回复、再结晶,400℃650℃，属于高温回火，得到回火索氏体(S')。6.1淬火钢回火时的组织转变此过程发生在温度高于100℃时，马氏体开始发生部分分解，随回火温度的升高及时间的延长，富集区的碳原子发生有序化然后转变为碳化物。随碳化物的析出，马氏体的含碳量不断减少，点阵常数c下降、a升高、正方度c/a不断下降，并析出弥散分布的过渡型ε碳化物。
α′→M回(α′+ε-FexC)
～0.25%C共格2~3（一）高碳马氏体Α’→α’(C↓)+ε-FexC+α’(C↑)动画1动画2表7-1含碳1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化2.马氏体单相分解
当温度高于150℃时，碳原子扩散能力加大，a-Fe中不同浓度可通过长程扩散消除，析出的碳化物粒子可从较远处得到碳原子而长大。故在分解过程中，不再存在两种不同碳含量的a相，碳含量和正方度不断下降，当温度达300℃时，正方度c/a接近1。（二）板条马氏体马氏体分解与回火温度和时间的关系20钢980℃淬火+200℃回火组织（400倍）三残余奥氏体转变(200~300℃)——转变第二阶段回火过程中，马氏体将继续转变，这必然影响到残余奥氏体的转变，所以：
a)当加热到A1～MS之间时，马氏体的存在可促进珠光体转变，但影响不大。马氏体的存在可大大促进贝氏体转变。
b)当加热至MS以下时，残余奥氏体有可能转变为马氏体。
c)当加热回火时，如残余奥氏体未分解，则在冷却过程中残余奥氏体将转变为马氏体，这一过程称为催化。
四碳化物转变(250~400℃)——转变第三阶段(1)碳化物转变取决于回火温度，也和时间有关，随着回火时间的延长，转变温度可以降低。
(2)是否出现χ-Fe5C2与钢的C%有关，C%增加有利于χ-Fe5C2产生(板条马氏体不易产生χ-Fe5C2)。碳化物转变方式（二）低碳马氏体综上所述
1.板条马氏体马氏体中的碳原子全部析出，在原马氏体内或晶界上析出渗碳体。α相仍保持原M的形态。
2.片状马氏体ε碳化物溶解，形成χ碳化物（χ—Fe5C2），χ碳化物再转变成渗碳体。χ碳化物仍与基体保持共格关系。渗碳体与基体无共格关系。α相中的孪晶亚结构消失。
这一阶段转变完成后,钢的组织由饱和的针状α相和细小粒状的渗碳体组成，这种组织称为回火屈氏体。回火屈氏体仍保持原马氏体的形态，但模糊不清。45钢840℃水淬+400℃回火回火T五a相回复再结晶及碳化物聚集长大(＞400℃)——转变第四阶段回复过程：再结晶：碳化物长大淬火碳钢在不同温度回火，可得到不同的组织：
250℃以下回火，得到α+碳化物(ε,η)，即回火马氏体(碳化物存在于板条或片内)，记作M‘----低温回火
350~500℃回火，得到α（0.25%C）+θ碳化物，即回火屈氏体(细小碳化物及针状α)，记作T‘。----中温回火
500~650℃回火，得到平衡态等轴α+θ碳化物，即回火索氏体(细粒碳化物及等轴α)，记作S‘。-----高温回火845钢840℃水淬+650℃回火回火S回火组织（M’、T’、S’）比较T8钢的回火组织（M’、T’、S’）6.2合金元素对回火转变的影响和钢中的回火脆性一对马氏体分解和碳化物形成的影响2对碳化物聚集长大的影响合金碳化物比θ碳化物稳定；
一种合金元素可以形成几种不同的合金碳化物；
MC、M2C、M6C、M7C3、M23C6
合金碳化物形成有两种方式：
(1)原位转变:碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过合金渗体中的溶解度时，渗碳体的点阵就改组成特殊碳化物的点阵，完成向稳定碳化物的转变。
(2)独立转变:直接从α相中析出特殊碳化物的晶核，同时伴随有合金渗碳体的溶解。3.对a相回复、再结晶的影响合金钢回火时碳化物析出序列二、二次硬化现象三钢的回火脆性（1）第一类回火脆性产生机制：
（1）残余奥氏体薄膜理论
马氏体板条界上存在残余奥氏体薄膜，引起脆性降低。
（2）片状碳化物沉淀理论
片状Fe3C在晶界除沉淀
（3）杂质元素晶界偏聚论
在奥氏体化时杂质元素P，Sn，Sb，As等将偏聚于晶界。杂质元素的偏聚引起晶界弱