钢的回火时效.谭明务

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1、钢的回火及时效转变专业:材料工程学号：1172160姓名：谭明务目录钢的回火脆性钢回火的机械性能回火组织及应用钢的时效1234一、钢的回火脆性1、定义：随着回火温度的提高，淬火钢的韧性在某些温度区间显著下降的现象。2、概述一定成负分的淬火钢在350~550℃回火较长时间后慢冷通过这个温度区间时会变脆，这种现象称为回火脆性，产生回火脆性的标志有：冲击功-回火曲线出现马鞍形，即冲击韧性下降；韧脆转化温度升高；断口通常是沿原奥氏体晶界的沿晶断口；原奥氏体晶界上有杂质元素和某些合金元素的偏聚。前两点可以说是产生回火脆性的性能判据，后两点可以说明是回火脆性断口形态和成

2、分的判据。3、分类第一类回火脆性（低温回火脆性）：在250～400℃温度范围内出现的回火脆性。第二类回火脆性（高温回火脆性）：在450～650℃温度范围内出现的回火脆性。（一）、第一类回火脆性1、特征：(1)不可逆回火脆性；(2)与冷速无关，与回火时间无关；(3)断裂方式为沿晶断裂或穿晶断裂。当出现了第一类回火脆性后，再加热到较高温度回火，可将脆性消除；如再在此温度范围回火，就不会出现这种脆性。故称之为不可逆回火脆性。2、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在晶界处沉淀（3）杂

3、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化而导致脆断。3、防止方法：(1)加入合金元素使回火脆性温度提高。如加入Mo、Si等。(2)不在此温度区间回火。(3)降低杂质元素含量。(4)采用等温淬火，获得B下（二）、第二类回火脆性1、特征：（1）具有可逆性；（2）与回火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向大；（4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关；（5）断口为沿晶脆性断口。2、产生机制：杂质偏聚理论（1）出现回火脆

4、性时，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，都集中在2~3个原子厚度的晶界上，回火脆性随杂质元素的增多而增大。Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。（2）淬火未回火或回火未经脆化处理的，均未发现合金元素及杂质元素的偏聚现象。（3）合金元素Mo能抑制杂质元素向A晶界的偏聚，而且自身也不偏聚。以上说明：Sb、Sn、P等杂质元素向原A晶界偏聚是产生第二类回火脆性的主要原因，而Ni、Cr不仅促进杂质元素的偏聚，且本身也偏聚，从而降低了晶界的断裂强度，产生回火脆性。W、Mo元素自身不产生偏聚且能抑制杂质元素在A晶界偏聚。3、防止方法(1)降低杂质元素

5、含量，减少合金元素Ni、Cr、Mn含量。(2)加入合金元素Mo、W等抑制杂质元素偏聚。(3)细化晶粒，奥氏体晶粒粗大，单位体积晶界数量减少，杂质在晶界处含量相对增加，第二类回火脆性增大。(4)回火快冷(对尺寸小的零件、形状不太复杂)。(5)采用形变热处理方法减少第二类回火脆性。(6)亚共析钢采用亚温淬火使P溶入到α相中，减少其在奥氏体晶界的偏聚。（三）、影响回火脆性的因素1、化学成分低温回火脆性:（1）有害杂质元素:P、Sb、Sn、S、As、Cu、N、H、O。（2）促进第一类回火脆性的元素：包括Mn、Si、Cr、Ni、V等能够促进杂质元素在奥氏体晶界的偏聚。

6、（3）减弱第一类回火脆性的元素：包括Mo、W、Ti、Al等能阻止杂质元素在奥氏体晶界的偏聚。高温回火脆性：(1)杂质因素P、Sn、Sb、As、B、S、N、H、Se、Te；(2)促进第二类回火脆性的元素Ni，Cr，Mn，Si；(3)抑制第二类回火脆性的元素Mo，W，V，Ti及稀土元素La，Nb，Pr注：（1）所用钢都产生低温回火脆性；（2）碳钢不产生高温回火脆性。2、原始组织低温回火脆性：含碳量，奥氏体化温度增高，低温回火脆性愈强烈。高温回火脆性：M>M+F>B下>B上M>M+B>B+F二、回火钢的机械性能随着回火温度升高，钢的强硬度下降，塑韧性升高（1）C的

7、脱溶，a相的过饱和度降低，固溶强化作用减弱；（2）位错密度降低或孪晶消失；（3）碳化物的聚集长大（4）a相的回复、再结晶。原因：（一）、低碳钢回火时力学性能的变化低碳钢淬火后回火时，当低于200℃回火时，强度与硬度下降不多，塑性与韧性也基本不变。这是由于此温度下仅有碳原子的偏聚而无析出。固溶强化得以保持的缘故。当高于300℃回火时，硬度、强度下降明显，塑性有所上升，冲击韧性下降至最低。（二）、中碳钢回火后的力学性能中碳钢淬火后回火时，当低于200℃回火，析出少量的碳化物，硬化效果不大，可维持硬度不降。当高于300℃回火，随回火温度升高，塑性升高，断裂韧性KI

8、C剧增。强度虽然下降，但仍比低碳钢高的多。结论：中碳