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熱處理如何回火 ?

日期:2021-10-13 22:36
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摘要: 熱處理如何回火 ? 1、定義 回火是將經過淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度 AC1(加熱時珠光體向奧氏體轉變的開始溫度)的適當溫度,保溫一段時間后在空氣或水、油等介質中冷卻的金屬熱處理工藝?;驅⒋慊鸷蟮暮辖鸸ぜ訜岬竭m當溫度,保溫若干時間,然后緩慢或快速冷卻。一般用于減小或消除淬火鋼件中的內應力,或者降低其硬度和強度,以提高其延性或韌性。淬火后的工件應及時回火,通過淬火和回火的相配合,才可以獲得所需的力學性能。 熱處理如何回火 ? 回火一般緊接著淬火進行,其目的是: (a)消除工件淬火時...

熱處理如何回火 ?

1、定義 
回火是將經過淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度 AC1(加熱時珠光體向奧氏體轉變的開始溫度)的適當溫度,保溫一段時間后在空氣或水、油等介質中冷卻的金屬熱處理工藝?;驅⒋慊鸷蟮暮辖鸸ぜ訜岬竭m當溫度,保溫若干時間,然后緩慢或快速冷卻。一般用于減小或消除淬火鋼件中的內應力,或者降低其硬度和強度,以提高其延性或韌性。淬火后的工件應及時回火,通過淬火和回火的相配合,才可以獲得所需的力學性能。 
熱處理如何回火 ?
回火一般緊接著淬火進行,其目的是: 
(a)消除工件淬火時產生的殘留應力,防止變形和開裂; 
(b)調整工件的硬度、強度、塑性和韌性,達到使用性能要求; 
(c)穩定組織與尺寸,保證精度; 
(d)改善和提高加工性能。 
因此,回火是工件獲得所需性能的*后一道重要工序。通過淬火和回火的相配合,才可以獲得所需的力學性能。 

 熱處理如何回火 ?

2、分類 

按回火溫度范圍,回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。 
 
(1)低溫回火 
工件在 150~250℃進行的回火。 
目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火殘留應力和脆性 回火后得到回火馬氏體,指淬火馬氏體低溫回火時得到的組織。力學性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性。 
應用范圍:主要應用于各類高碳鋼的工具、刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳及表面淬火的零件等。 
(2)中溫回火 
工件在 350~500 ℃之間進行的回火。 目的是得到較高的彈性和屈服點,適當的韌性?;鼗鸷蟮玫交鼗鹎象w,指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內分布著極其細小球狀碳化物(或滲碳體)的復相組織。 
力學性能:35~50HRC,較高的彈性極限、屈服點和一定的韌性。 
應用范圍:主要用于彈簧、發條、鍛模、沖擊工具等。  
(3)高溫回火 
工件在 500~650℃以上進行的回火。 
目的是得到強度、塑性和韌性都較好的綜合力學性能。 
回火后得到回火索氏體,指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內分布著細小球狀碳化物(包括滲碳體)的復相組織。 
力學性能:25~35HRC,較好的綜合力學性能。 
熱處理如何回火 ?
應用范圍:廣泛用于各種較重要的受力結構件,如連桿、螺栓、齒輪及軸類零件等。 
工件淬火并高溫回火的復合熱處理工藝稱為調質。調質不僅作*終熱處理,也可作一些精密零件或感應淬火件預先熱處理。 
45 鋼正火和調質后性能比較見下表所示。 
45 鋼(φ20mm~φ40mm)正火和調質后性能比較 熱處理 方法 力學性能 力學性能 力學性能 力學性能 組織 σb/Mpa δ×100 Ak/J HBS  正火 700~800 15~20 40~64 163~220 索氏體+鐵素體 調質 750~850 20~25 64~96 210~250 回火索氏體 鋼淬火后在 300℃左右回火時,易產生不可逆回火脆性,為避免它,一般不在 250~350℃ 范圍內回火。 含鉻、鎳、錳等元素的合金鋼淬火后在 500~650℃回火,緩冷易產生可逆回火脆性,為防止它,小零件可采用回火時快冷;大零件可選用含鎢或鉬的合金鋼。 
3、碳鋼的回火過程 
淬火碳鋼回火過程中的組織轉變對于各種鋼來說都有代表性?;鼗疬^程包括馬氏體分解,碳化物的析出、轉化、聚集和長大,鐵素體回復和再結晶,殘留奧氏體分解等四類反應。低、中碳鋼回火過程中的轉變示意地歸納在圖中。根據它們的反應溫度,可描述為相互交疊的四個階段。 
 
**階段回火(250℃以下) 馬氏體在室溫是不穩定的,填隙的碳原子可以在馬氏體內進行緩慢的移動,產生某種程度的碳偏聚。隨著回火溫度的升高,馬氏體開始分解,在中、高碳鋼中沉淀出ε-碳化物(圖 2),馬氏體的正方度減小。高碳鋼在 50~100℃回火后觀察到的硬度增高現象,就是由于ε-碳化物在馬氏體中產生沉淀硬化的結果(見脫溶)。ε-碳化物具有密排六方結
構,呈狹條狀或細棒狀,和基體有一定的取向關系。初生的 ε-碳化物很可能和基體保持共格。在 250℃回火后,馬氏體內仍保持含碳約 0.25%。含碳低于 0.2%的馬氏體在 200℃以下回火時不發生ε-碳化物沉淀,只有碳的偏聚,而在更高的溫度回火則直接分解出滲碳體。 
**階段回火(200~300℃)  殘留奧氏體轉變?;鼗鸬?200~300℃的溫度范圍,淬火鋼中原來沒有完全轉變的殘留奧氏體,此時將會發生分解,形成貝氏體組織。在中碳和高碳鋼中這個轉變比較明顯。含碳低于 0.4%的碳鋼和低合金鋼,由于殘留奧氏體量很少,所以這一轉變基本上可以忽略不計。

 第三階段回火(200~350℃) 馬氏體分解完成,正方度消失。ε-碳化物轉化為滲碳體 (Fe3C)。這一轉化是通過 ε-碳化物的溶解和滲碳體重新形核長大方式進行的。*初形成的滲碳體和基體保持嚴格的取向關系。滲碳體往往在ε-碳化物和基體的界面上、馬氏體界面上、高碳馬氏體片中的孿晶界上和原始奧氏體晶粒界上形核。形成的滲碳體開始時呈膜狀,然后逐漸球化成為顆粒狀的 Fe3C。 
第四階段回火(350~700℃) 滲碳體球化和長大,鐵素體回復和再結晶。滲碳體從 400℃開始球化,600℃以后發生集聚性長大。過程進行中,較小的滲碳體顆粒溶于基體,而將碳輸送給選擇生長的較大顆粒。位于馬氏體晶界和原始奧氏體晶粒間界上的碳化物顆粒球化和長大的速度*快,因為在這些區域擴散容易得多。 
鐵素體在 350~600℃發生回復過程。此時在低碳和中碳鋼中,板條馬氏體的板條內和板條界上的位錯通過合并和重新排列,使位錯密度顯著降低,并形成和原馬氏體內板條束密切關聯的長條狀鐵素體晶粒。原始馬氏體板條界可保持穩定到 600℃;在高碳鋼中,針狀馬氏體內孿晶消失而形成的鐵素體,此時也仍然保持其針狀形貌。在 600~700℃間鐵素體內發生明顯的再結晶,形成了
等軸鐵素體晶粒。此后,Fe3C 顆粒不斷變粗,鐵素體晶粒逐漸長大。 
下圖為中、高碳合金鋼的淬火、回火工藝 
 
4、鋼在回火后的性能 
淬火鋼回火后的性能取決于它的內部顯微組織;鋼的顯微組織又隨其化學成分、淬火工藝及回火工藝而異。碳鋼在 100~250℃之間回火后能獲得較好的力學性能。合金結構鋼在 200~700℃之間回火后的力學性能的典型變化如圖 5所示。從圖 5 可以看出,隨著回火溫度的升高,鋼的抗拉強度 σ b 單調下降;屈服強度 σ 0.3 先稍升高而后降低;斷面收縮率 ψ 和伸長率 δ 不斷改善;韌性
(用斷裂韌度K 1c 為指標)總的趨勢是上升,但在 300~400℃之間和 500~550℃之間出現兩個極小值,相應地被稱為低溫回火脆性與高溫回火脆性。因此,為了獲得良好的綜合力學性能,合金結構鋼往往在三個不同溫度范圍回火:超高強度鋼約在 200~300℃;彈簧鋼在 460℃附近;調質鋼在 550~650℃回火。碳素及合金工具鋼要求具有高硬度和高強度,回火溫度一般不超過
200℃?;鼗饡r具有次生硬化的合金結構鋼、模具鋼和高速鋼等都在 500~650℃范圍內回火。 

5、回火熱處理 
而回火處理呢,則為冶煉鋼鐵的一種技法,是指將經過淬火硬化或正?;?/span>處理之鋼材在浸置于一低于臨界溫度一段時間后,以一定的速率冷卻下來,以增加材料之韌性的一種處理。根據冶金原理,將經過淬火及正?;幚碓诜呕?/span>中溫浸置(時效)一段時間,可促使一部分之碳化物析出,同時有可消除一部分因急速冷卻所造成之殘留應力,因此可提高材料之韌性與柔性。

熱處理如何回火 ?

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